Địa chất động đất

Động đất, bất kỳ sự rung chuyển đột ngột của mặt đất gây ra bởi sự truyền sóng địa chấn xuyên qua đá của Trái đất. Sóng địa chấn được tạo ra khi một số dạng năng lượng được lưu trữ trong vỏ Trái đất đột nhiên được giải phóng, thường là khi các khối đá căng thẳng với nhau đột ngột bị gãy và trượt. Động đất xảy ra thường xuyên nhất dọc theo các đứt gãy địa chất, các khu vực hẹp nơi các khối đá di chuyển liên quan đến nhau. Các đường đứt gãy lớn của thế giới nằm ở rìa của các mảng kiến tạo khổng lồ tạo nên lớp vỏ Trái đất. (Xem bảng các trận động đất lớn.)

Câu hỏi hàng đầu

Tại sao một trận động đất nguy hiểm?

Trong nhiều thế kỷ, động đất đã gây ra hàng triệu cái chết và thiệt hại không thể đo đếm được đối với tài sản. Tùy thuộc vào cường độ của chúng, động đất (cụ thể là mức độ khiến bề mặt đất rung chuyển) có thể lật đổ các tòa nhà và cầu, vỡ đường ống dẫn khí và cơ sở hạ tầng khác, và gây ra lở đất, sóng thần và núi lửa. Hiện tượng này chủ yếu gây ra cái chết và chấn thương. Động đất rất lớn xảy ra trung bình khoảng một lần mỗi năm.

Sóng động đất là gì?

Sóng động đất, thường được gọi là sóng địa chấn, là các rung động được tạo ra bởi một trận động đất và lan truyền trong Trái đất hoặc dọc theo bề mặt của nó. Có bốn loại sóng đàn hồi chính: hai, sóng sơ cấp và thứ cấp, truyền trong Trái đất, trong khi hai loại còn lại, sóng Rayleigh và Love, được gọi là sóng bề mặt, truyền dọc theo bề mặt của nó. Ngoài ra, sóng địa chấn có thể được tạo ra một cách nhân tạo bằng vụ nổ.

Làm thế nào được đo cường độ động đất?

Độ lớn là thước đo biên độ (chiều cao) của sóng địa chấn mà nguồn động đất tạo ra được ghi lại bằng máy chụp địa chấn. Nhà địa chấn học Charles F. Richter đã tạo ra thang đo cường độ động đất bằng cách sử dụng logarit của biên độ sóng địa chấn lớn nhất đến căn cứ 10. Thang đo của Richter ban đầu để đo cường độ động đất từ cường độ 3 đến 7, hạn chế tính hữu dụng của nó. Ngày nay, quy mô cường độ thời điểm, một biện pháp gần hơn về tổng giải phóng năng lượng của trận động đất, được ưu tiên.

Nơi nào xảy ra động đất?

Động đất có thể xảy ra ở bất cứ đâu, nhưng chúng xảy ra chủ yếu dọc theo các đường đứt gãy (đứt gãy phẳng hoặc cong trong đá của vỏ Trái đất), nơi các lực nén hoặc lực căng di chuyển đá ở hai bên đối diện của vết nứt. Lỗi kéo dài từ vài cm đến nhiều trăm km. Ngoài ra, hầu hết các trận động đất trên thế giới xảy ra trong Vành đai lửa, một vành đai dài hình móng ngựa của các trận động đất, núi lửa và ranh giới mảng kiến tạo ở rìa Thái Bình Dương.

Người ta hiểu rất ít về động đất cho đến khi xuất hiện địa chấn vào đầu thế kỷ 20. Địa chấn học, bao gồm các nghiên cứu khoa học về tất cả các khía cạnh của trận động đất, đã mang lại câu trả lời cho các câu hỏi lâu nay như tại sao và làm thế nào động đất xảy ra.

Khoảng 50.000 trận động đất đủ lớn để được chú ý mà không cần sự trợ giúp của các công cụ xảy ra hàng năm trên toàn bộ Trái đất. Trong số này, khoảng 100 có kích thước đủ để tạo ra thiệt hại đáng kể nếu trung tâm của họ ở gần khu vực sinh sống. Động đất rất lớn xảy ra trung bình khoảng một lần mỗi năm. Trong nhiều thế kỷ, họ đã chịu trách nhiệm cho hàng triệu người chết và thiệt hại không thể đo đếm được đối với tài sản.

Bản chất của trận động đất

Nguyên nhân của trận động đất

Các trận động đất lớn của trái đất xảy ra chủ yếu ở các vành đai trùng với lề của các mảng kiến tạo. Điều này từ lâu đã được thấy rõ từ các danh mục đầu tiên của trận động đất cảm thấy và thậm chí còn dễ nhận thấy hơn trong các bản đồ địa chấn hiện đại, cho thấy các sử thi được xác định cụ thể. Vành đai động đất quan trọng nhất là Vành đai Circum-Thái Bình Dương, ảnh hưởng đến nhiều khu vực ven biển đông dân quanh Thái Bình Dương, ví dụ như ở New Zealand, New Guinea, Nhật Bản, Quần đảo Aleutian, Alaska và bờ biển phía Bắc của Bắc và Nam Mỹ. Người ta ước tính rằng 80 phần trăm năng lượng hiện được giải phóng trong trận động đất đến từ những người có sử thi nằm trong vành đai này. Các hoạt động địa chấn không có nghĩa là thống nhất trong toàn vành đai, và có một số chi nhánh tại các điểm khác nhau. Bởi vì tại nhiều nơi, Vành đai Thái Bình Dương gắn liền với hoạt động của núi lửa, nên nó được mệnh danh là Vành đai Lửa Thái Bình Dương.

Một vành đai thứ hai, được gọi là Vành đai Alpide, đi qua khu vực Địa Trung Hải về phía đông qua châu Á và tham gia Vành đai Circum-Thái Bình Dương ở Đông Ấn. Năng lượng được giải phóng trong trận động đất từ vành đai này chiếm khoảng 15% tổng năng lượng thế giới. Ngoài ra còn có các vành đai hoạt động địa chấn nổi bật, chủ yếu dọc theo các rặng đại dương, bao gồm cả các vùng ở Bắc Băng Dương, Đại Tây Dương, và phía tây Ấn Độ Dương Dương và dọc theo các thung lũng rạn nứt của Đông Phi. Phân bố địa chấn toàn cầu này được hiểu rõ nhất về mặt thiết lập kiến tạo mảng của nó.