Potresi

Potres predstavlja kretanje dijelova Zemljine kore kao rezultat oslobađanja elastične energije. Tokom potresa (sinonimi: zemljotres ili trusni pokreti) dolazi do kretanja, podrhtavanja ili pucanja Zemljine kore, odnosno oslobađanja seizmičke energije koja će se prenositi od izvora putem seizmičkih valova.

Fig. 1. Elementi potresa

Od elemenata potresa će biti izneseni samo oni najbitniji (Fig.1.). Prvi elemenat potresa je rasjed. Duž rasjeda dolazi do kretanja stijenskih blokova. Žarište predstavlja mjesto maksimalnog oslobađanja seizmičke energije na rasjedu. Centar tog žarišta se naziva hipocentar ili fokus (anglo-saksonski termin). Vrlo bitan element jednog potresa je i epicentar, tj. vertikalna projekcija hipocentra na površinu Zemlje.

Kako nastaje potres?

Uzročnik nastajanja potresa je u najvećem broju slučajeva mehanizam tektonike ploča, tj kretanje litosferskih ploča i njihova međusobna interakcija. Ovaj Zemljin proces je najbitniji „izvor“ sila, koje se u ovom slučaju nazivaju tektonske sile. Kada ove sile djeluju na dijelove Zemljine kore, dolazi do stresa i stijene se deformiraju. Upravo ove deformacije dovode do potresa.

Kako?

Uzimajući u obzir mehaničke karakteristike stijene, stijenska masa ima mogućnost elastičnog ponašanja prilikom dijelovanja sile, tj mogućnost „akumulacije“ stresa. Ovaj proces može trajati i desetine hiljada godina u Zemljinoj kori. Nakon prestanka djelovanja te sile na stijensku masu, ona će se u pojedinim slučajevima elastično vratiti u prvobitno stanje. Međutim, procesi u Zemljinoj kori najčešće dovode do kontinuiranog naprezanja stijenske mase i dostizanja kritične vrijednosti za istu što dovodi do pucanja.

Nakon pucanja, dolazi do kretanja stijenskih blokova pri čemu se oslobađa ogromna količina energije koja se prenosi u vidu seizmičkih valova dalje kroz Zemljinu koru, uzrokujući kretanje (gibanje) okolnih čestica (potres) (Fig. 2.).

Također, potres može nastati i kada na dođe do pucanja stijenske materije. To se javlja u slučajevima prestanka djelovanja sile na stijenu i njenog vraćanja u svoj prvobitni položaj. Upravo tokom tog vraćanja stijene svom originalnom obliku i volumenu može doći do oslobađanja seizmičke energije i pojave potresa.

Da rezimiramo, potres može nastati ili kada stijenska materija pukne i dođe do kretanja stijenskih blokova duž rasjeda ili prilikom elastičnog vraćanja stijenske materije svom originalnom obliku i volumenu nakon prestanka djelovanja sile.

Fig. 2. Mehanika nastanaka potresa

Priroda nastanka postresa

Planet Zemlja je sastavljen od nekoliko slojeva različitih fizičkih i kemijskih karakteristika, koje se, shodno tome, različito ponašaju. Vanjski sloj Zemlje – Zemljina kora (srednje debljine 70 km) pokazuje karakteristike tipičnog rigidnog (čvrstog) tijela, elastičnog ponašanja, dok se gornji dijelovi Zemljinog omotača (astenosfera) ponašaju relativno duktilno, tj. relativno plastično teku.

Zemljina kora je izdjeljena na više entiteta, tj tektonskih ploča (postoji nekoliko krupnijih i veći broj manjih ploča). Astenosfera svojim kretanjem, tj konvekcijskim strujanjem omogućava tektonskim pločama kore da “plutaju” na njoj i tako da se kreću relativno jedna u odnosu na drugu.

Fig. 3. Globalni raspored potresa

Upravo zone gde se jedna tektonska ploča sudara sa drugom su mjesta najintezivnijih potresa (Fig. 3.). Upravo je ova činjenica poslužila znanstvenicima da registriranjem najintezivnih potresa definiraju granice između litosfenih ploča. Samo 10% potresa registrirano je unutar tektonskih ploča, a većina upravo duž njihovih granica.

Osim interakcijom litosfernih ploča potresi mogu nastati i vulkanskim erupcijama, antropogenim djelovanjem, obrušavanjem terena itd…

Potresi i tektonika ploča

Mnogi potresi se javljaju u uskom području oko granica ploča do dubine od nekoliko desetine kilometara gdje je kora dovoljno kruta da se elastično ponaša. Obično, ovaj tip potresa se naziva – “plitki” potres, prostirući se do dubine od oko 70 km.

Gde je kora deblja i hladnija, potresi se događaju na većim dubinama. Za “srednje duboke” potrese smatraju se oni sa fokusom (žarištem) na dubini od 70 – 300 km.

U subdukcijskoj zoni, gdje se ploče spuštaju u omotač, registrirani su potresi i na dubinama i do 700 km, iako njih uzrokuje drukčiji mehanizam od onog vezanog za pliće procese. Ovakvi potresi predstavljau “duboke” potrese.

Različite granice između litosfernih ploča dovode do različitih tipova potresa (dubina i magnituda).

Na divergentnim marginama dolazi do potresa koji su plitki i slabi.

Na transformnim marginama (rasjedi, npr San Andreas u SAD-u) dolazi do potresa na plitkim do srednjim dubinama. Ovi potresi mogu biti vrlo razorni jer se jedna litosferna ploča smiče pored druge, pri čemu se obe ponašaju kao vrlo čvrsta i rigidna tijela.

Duž konvergentnih margina dolazi do najdubljih potrersa. Kao što je ranije izneseno, duž ovih margina dolazi do konvergencije jedne litosferne ploče sa drugom pri čemu može doći ili do subdukcije ili do kolizije. Za subdukcione zone vezani su najdublji i vrlo razorni potresi (do 700 km dubine). Potresi u zonama subdukcije započinju u dubokovodnim trogovima gdje su potresi sa prilično plitkim hipocetirima nakon čega postaju sve dublji i dublji i prate subdukciju oceneakske ploče do velikih dubina. Detekcija ovih hipocentara duž subdukovane ploče je poslužila za rekonsktukciju geometrije zone subdukcije („Beniof zona“)