Tiểu Luận Động đất và các hiện tượng liên quan

7.1 Giới thiệu về động đất :
Những trận động đất thảm khốc đang phá hủy những thành phố lớn và cướp đi sinh mạng của hàng ngàn người . Sau một cơn động đất thuộc thế kỷ 16 ở Trung Quốc thì số lượng tử vọng đã lên tới con số 850,000 người . Trong thế kỷ của chúng ta , 1 cơn động đất vào năm 1923 đã phá hủy hoàn toàn Tokyo và đã giết chết 143,000 người (Đúng trưa ngày 1/9/1923, một trận động đất mạnh 7,9 Richter làm rung chuyển toàn bộ khu vực Tokyo-Yokohama. Rung chấn khiến hầu hết các tòa nhà sụp đổ và kéo theo một cơn sóng thần cao 12 m. Nhưng hậu quả của nó còn kéo dài trong nhiều ngày, một loạt trận hỏa hoạn diễn ra sau vụ động đất khiến 90% các tòa nhà của Yokohama bị hư hỏng nặng, khoảng 2/5 thành phố Tokyo bị phá hủy, một nửa dân số bị mất nhà cửa. Gần 143.000 người chết.) , và 1 cơn động đất vào năm 1976 ở Trung Quốc đã giết chết hơn 300,000 người (Trận động đất mạnh thứ hai trong lịch sử cũng xảy ra tại Trung Quốc, lần này là ở tỉnh Đường Sơn, vào năm 1976. Đây được coi là trận động đất kép bởi cơn dư chấn xảy ra 16 tiếng sau cơn rung chuyển đầu tiên cũng mạnh 7,8 độ Richter. Số người thiệt mạng ước tính lên tới 250.000.) . Mới đây , cơn động đất năm 1995 đã tàn phá Kobe , Nhật (Có khoảng 6.434 người bị thiệt mạng (ước tính vào ngày 22 tháng 12 năm 2005); trong đó khoảng 4.600 người ở Kobe. Trong số các thành phố bị ảnh hưởng, Kobe có dân số khoảng 1,5 triệu, nằm gần chấn tâm nhất và chịu ảnh hưởng rung động mạnh nhất. Đây là trận động đất tồi tệ nhất ở Nhật Bản kể từ động đất Kanto 1923 với khoảng 140.000 thiệt mạng. Trận động đất gây thiệt hại khoảng 10.000 tỷ yên bằng khoảng 2,5% GDP của Nhật Bản lúc đó, tương đương khoảng 102,5 tỷ USD).Gần đây nhất là vào ngày 11/3/2011, trận động đất 8,9 độ Richter ngoài khơi đông bắc Nhật Bản gây ra cơn sóng thần cao 10 mét, gây thiệt hại nặng nề về kinh tế xã hội, làm ô nhiễm phóng xạ một vùng lớn của Nhật bản.
Báo chí và truyền hình đã tường thuật lại cường độ cơn động đất lúc bấy giờ . Cường độ cơn động đất lúc bấy giờ phản ánh năng lượng mà cơn động đất phóng thích , với mỗi thay đổi đại diện về một sự gia tăng gấp 30 trong năng lượng . Một trận động đất với cường độ 8.0 hoặc hơn được gọi là 1 trận động đất lớn . Một trận động đất với cường độ 7.0 đến 7.9 được gọi là 1 trận động đất vừa . Những trận động đất được đề cập đến ở trên đều là những trận động đất lớn . Nhưng cường độ chỉ là 1 trong những yếu tố xác định mức tàn phá của trận động đất . Tương tự như cường độ , thì con người là 1 yếu tố quan trọng , ví dụ như mật độ dân số , phần đất sử dụng và các kiểu xây dựng .
Bởi vì những trận động đất thường bắt đầu gần những ranh giới mảng , có những đường thẳng và đường cong lập thành khu vực – nơi mà những hoạt động địa chấn diễn ra .
Động đất là một sự rung chuyển hay chuyển động lung lay của mặt đất .Theo ngôn ngữ khoa học, động đất là sự giải thoát đột ngột một lượng năng lượng lớn tích tụ trong một thể tích nào đó bên trong Trái đất.
Nguyên nhân :
ã Nội sinh :hoạt động phun trào núi lửa , vận động kiến tạo của đới hút chìm, các hoạt động đứt gãy
ã Ngoại sinh : thiên thạch va chạm vào trái đất ,các vụ trượt lỡ đất với khối lượng lớn
ã Nhân sinh : Hoạt động làm thay đổi áp suất chất lỏng ,các vụ thử hạt nhân trong lòng trái đất , xây dựng cơ sở hạ tầng .
7.2 Quá trình Động đất :
Thảo luận của chúng ta về thế giới kiến tạo được thành lập rằng : trái đất là một hệ thống phát triển năng động. Động đất là hậu quả tự nhiên của quá trình hình thành các lưu vực đại dương , lục địa , dãy núi của trên thế giới , và hầu hết chúng xảy ra dọc theo ranh giới của các mảng thạch quyển .
7.2.1 Đứt gãy và hoạt động đứt gãy
Quá trình đứt gãy có thể được ví như hai tâm ván trượt qua nhau. Ma sát dọc theo ranh giới giữa các mảng tạm thời có thể làm chậm chuyển động của chúng, nhưng các cạnh nhọn bị phá vỡ và chuyển động dọc theo ranh giới. Tương tự, những tấm thạch quyển di chuyển qua nhau đang chậm lại do ma sát dọc theo ranh giới của chúng. Kết quả là, đá biến dạng dọc theo ranh giới do trải qua quá trình nén ép (biến dạng là kết quả từ sự nén ép ) . Khi bị nén quá sức chịu đựng thì đá bị vỡ ra thành nhiều mảnh nhỏ .Đứt gãy là một khe nứt hoặc một hệ thống khe nứt nơi mà đá đã được di dời , điều đó có nghĩa là, một phần của bề mặt đã di chuyển tương đối so với phần còn lại . Sự vỡ đột ngột của các loại đá tạo ra các sóng động đất, sóng địa chấn, rung chuyển mặt đất . Nói cách khác, năng lượng của việc sự dồn nén đá được phóng thích dưới dạng một trận động đất ,sự đứt gãy đó là do nguồn địa chấn, và xác định chúng là bước đầu tiên trong việc đánh giá nguy cơ động đất trong một khu vực nhất định. Ví dụ như
Động đất trong mảng kiến tạo tại New Madrid
Trong mùa đông 1811-1812 , một loạt các trận động đất mạnh xảy ra trung tâm thung lũng Mississippi, gần như phá huỷ thị trấn New Madrid , Missouri, và giết chết ko biết bao nhiêu người dân . Những trận động đất đủ mạnh làm cho các chuông nhà thờ đổ chuông ở Boston trong hơn 1600km ! Chúng làm biến dạng bề mặt với cường độ cao, bao gồm cả vỡ mặt đất, trên một diện tích rộng từ Memphis, Tennessee, phía bắc để hợp lưu với những con sông ở Mississippi và Ohio . Rừng đã được san bằng, những đường mòn được mở rộng - nơi mọi người đã chặt phá cây để băng qua chúng.và đất bị lún xuống vài mét trong một số khu vực gây ra lũ lụt . Nó thậm chí còn được báo cáo rằng : con sông Mississippi đã bị đảo ngược dòng chảy của nó trong khi quá trình bắt đầu .
Có nhiều loại đứt gãy , sau đây là các dạng đứt gãy phổ biến “
ã Đứt gãy thuận

ã Đứt gãy nghịch

ã Đứt gãy ngang

Đới đứt gãy và đoạn đứt gãy
Sự dứt gãy như không bao giờ xảy ra các vết nứt đơn lẻ . Đúng hơn, chúng có dạng các đới đứt gãy - một nhóm các vứt đứt gãy gần như song song với nhau trên bản đồ . Chúng thường chồng lên nhau 1 phần hoặc tạo thành mô hình viền . Các đới đứt gãy khác nhau về chiều rộng , vành đai từ 1m hoặc hơn một vài km.
7.2.2 Mảng kiến tạo và thuyết kiến tạo
Mảng kiến tạo xuất phát từ thuyết kiến tạo mảng, là một phần của lớp vỏTrái Đất . Bề mặt Trái Đất có thể chia ra thành:
+ Các m ảng kiến tạo chính gồm: mảng châu Phi, mảng Nam Cực, mảng Australia, mảng Ấn độ, mảng Á – Âu, mảng Bắc Mĩ, mảng Nam Mĩ, mảng Thái Bình Dương .
+ Và nhiều mảng kiến tạo nhỏ gồm : mảng Caribe , mảng Ả rập , mảng Cocos .

Các mảng kiến tạo có độ dày khoảng 100 km và bao gồm hai loại cơ bản: lớp vỏ đại dương và lớp vỏ lục địa.Ranh giới giữa các mảng kiến tạo không trùng với ranh giới các châu lục. Hiện nay người ta biết rằng Trái Đất là hành tinh duy nhất trong hệ Mặt Trời có hiện tượng kiến tạo mảng.
Thuyết kiến tạo là nền tảng hình thành dựa trên thuyết trôi lục địa, là nguyên nhân dẫn đến các hiện tượng động đất, núi lửa, hiện tượng kiến tạo do sự chuyên dịch của một số mảng kiến tạo.
Ví dụ về mảng kiến tạo Thái Bình Dương .




7.2.3 Sóng địa chấn và tâm chấn động


Sóng động đất được chia làm 2 nhóm chấn động
- Chấn động bên trong địa cầu (Sóng thân)
+ Sóng gây ra do sự nén ép-Sóng P (sóng sơ cấp: Primary waves – compressional waves): đây là sóng phát sinh đầu tiên. Sóng P truyền trực tiếp từ tâm động đất theo chiều thẳng đứng, có khả năng lan truyền trong môi trường chất rắn, lỏng hay khí, với sự nén và giãn nở luân phiên của vật chất nằm ngang so với phương truyền sóng. Tốc độ lan truyền sóng P trong đá như granit xấp xỉ 5.5km/s, trong chất lỏng chậm hơn, và trong nước là khoảng 1.5km/s Khi những sóng P với tần số cao hơn 15 hec/s được truyền trong không khí thì tai người có thể nghe được.
+ Sóng gây ra do sự rung chuyển-Sóng S (sóng thứ cấp: secondary waves – shear waves): xuất phát chậm hơn sóng P vài giây. Sóng S di chuyển theo các phương nằm ngang, làm cho các vật trên bề mặt bị lắc lư theo phương ngang và tạo nên ứng suất cắt. Sóng S chỉ truyền qua môi trường rắn với tốc độ khoảng 3km/s
- Chấn động bên ngoài địa cầu (Sóng mặt)
Những sóng lan truyền trên bề mặt vỏ trái đất gọi là sóng bề mặt, gây ra những thiệt hại về tài sản (những công trình xây dựng). Sóng L lan truyền qua tất cả mọi vật liệu với vận tốc lan truyền nhỏ nhưng diện tích lớn, do vậy nên sóng này truyền đến trạm địa chấn muộn nhất. Sóng L tạo nên sóng thần khi có động đất ở biển
Gồm sóng Love và sóng Rayleigh
+ Sóng Rayleigh mang tên Lord Rayleigh (John William Strutt), nhà vật lý người Anh, người đã tiên đoán sự tồn tại của loại sóng này dựa trên các tính toán toán học vào năm 1882. Sóng Rayleigh truyền dọc trên mặt đất tương tự như sóng truyền trên mặt đại dương hay mặt hồ. Khi sóng Rayleigh truyền trên mặt đất nó khiến mặt đất vừa nhấp nhô lên xuống vừa dao động dọc theo phương truyền. Ở khoảng cách xa chấn tâm, Sóng Rayleigh là sóng có biên độ lớn nhất và cũng là loại sóng có tốc độ chậm nhất.
+ Sóng Love mang tên của nhà toán học người Anh, A.E.H. Love, người đã xây dựng mô hình toán học cho loại sóng này vào năm 1911. Sóng Love truyền dọc theo lớp từ mặt đất đến một ranh giới phân lớp trong vỏ Trái đất. Nó được tạo thành bởi sự dao thoa của các sóng phản xạ từ mặt đất và khúc xạ, phản xạ qua giới hạn của một lớp nhất định trong vỏ Trái đất.