Tektonske ploče

Prva čvrsta kora na zemlji je nastala pre oko 4.5 milijarde godina hlađenjem užarene mase. Sile unutar zemlje su dovele do toga da je čvrsta ploča ispucala i da je počela da se kreće po užarenoj masi, konstantno menjajuci oblik.

http://razbibriga.net/clear.gif
slika 1.

Zemljina površina je stalno menjala oblik tokom stotina miliona godina. Kontinenti su se formirali i nestajali, miglirali i povremeno se spajali i formirali superkontinent. Pre oko 750 miliona godina najstariji poznati superkontinent Rodina počeo je da se deli na kontinente, koji su se opet pre oko 600-540 miliona godina prekombinovali i spojili u drugi superkontinent Panotiju, da bi konačno formirali Pangeu koja se raspala pre oko 180 miliona godina na kontinente u obliku koji danas poznajemo.

http://razbibriga.net/clear.gif
slika 2.

Oblik zemlje je veoma sličan obliku troosog rotacionog elipsoida. Ipak ovo geometrijsko telo, koje se do skora koristilo pri interpretaciji ne odgovara u potpunosti obliku zemlje i njega je u naučnim krugovima zamenio novi, približniji oblik – geoid (o kome ce biti malo više priče). Geoid je ekvipotencijalna površina na koju je u svakoj tački upravan pravac sile teže. To je nepravlna površina koja bi trebala da se poklapa sa mirnom površinom vode u okeanima. Pošto naša planeta nije homogeno sačinjena, onda i njena masa nije ista u svakoj njenoj tački. Shodno tome, gravitacioni disbalans će u datoj tački biti veći ili manji, pa će oblik geoida varirati tako da pravac sile teže bude upravan na njegovu površinu, kao što se vidi na slici 3.

http://razbibriga.net/clear.gif
slika 3.

Rotacija Zemlje stvara ekvatorijalna ispupčenja tako da je ekvatorijalni prečnik za 43 km veći od prečnika među polovima. Najveće lokalne devijacije na stenovitoj Zemljinoj površini su Mont Everest koji ima 8848 mNv(metara nadmoske visine) i Marijanski rov koji ima 11022 mPd(metara podvodne dubine). U poređenju sa savršenim elipsoidom Zemlja ima toleranciju od 1:584 ili 0.17% (poređenja radi, tolerancija jedne loptice za bilijar je oko 0.37%). Zbog ispupčenja, najudaljenija tačka od centra Zemlje je u stvari planina Čimborazo u Ekvadoru.

Kora je spoljašnji sloj Zemlje, debljine od 5 do 35 km. Sastavljena je od kontinentalne i okeanske kore. Na granici kore i omotača Zemlje nalazi se Moho sloj poznat i kao Mohorovičićev diskontinuitet. Materijal iz unutrašnjosti stalno izlazi na površinu kroz vulkanske otvore na okeanskom dnu.

Većina zemljine površine je mlađa od 100 miliona godina, dok su najstariji delovi kore stari 4.4 milijarde godina. Po teoriji tektonika ploča koja je trenutno priznata od gotovo svih naučnika koji se bave izučavanjem ove materije, omotač najbliži površini zemlje se sastoji od dva sloja: litosfere, koja se sastoji od kore i očvrsnutog spoljnog sloja Zemljinog omotača. Ispod litosfere se nalazi astenosfera, koja predstavlja unutrašnji sloj omotača. Astenosfera se ponaša kao superzagrejana i ekstremno viskozna tečnost.

http://razbibriga.net/clear.gif

Litosfera u suštini pluta po astenosferi i razlomljena je na tektonske ploče. Postoje dve vrste ploča: okeanske( npr. Tihookeanska) i kontinentalne (npr. Evroazijska). Ove ploče su segmenti koji se kreću jedan u odnosu na drugi i pri tome mogu formirati neku od sledećih granica tektonskih ploča: granicu primicanja (konvergentnu), granicu razmicanja (divergentnu) i grancu klizanja (transformnu).

Primarne tektonske ploče:

Northamerican plate – Severnoamerička ploča
Pacific plate – Pacifička (Tihookeanska ploča)
Southamerican plate – Južnoamerička ploča
African plate – Afrička ploča
Antarctica plate – Antarktička ploča
Eurasian plate – Evroazijska ploča
Indo-australian plate – Indo-australijska ploča

Sekundarne tektonske ploče:

Arabian plate – Arapska ploča
Caribbean plate – Karipska ploča
Cocos plate – Kokosova ploča
Juan de Fuca plate – Huan de Fuka ploča (Huan de Fukova ploča)
Scotia plate – Skotija (Škotska ploča)
Nazca plate – Naska ploča
Philippine plate – Filipinska ploča

Manje i mikro ploče se nalaze na spojevima većih ploča i predeo čine trusnijim nego inače. Svaki kontinent ima svoje tektonske ploce i manje ploče koje ulaze u sastav većih. Tektonske ploče se dele na primarne, sekundarne i tercijarne.

Tercijarne tektonske ploče

African Plate – Afrička ploča

Madagascar Plate – Madagaskarska ploča
Nubian Plate – Nubijska ploča
Seychelles Plate – Sejšelska ploča
Somali Plate – Somalijska ploča


Antarctic Plate – Antarktička ploča

Kerguelen microcontinent – Kergelenski mikrokontinent
Shetland Plate – Šetlandska ploča
South Sandwich Plate – Južna sendvič ploča (Sendvička ploča)

Caribbean Plate – Karipska ploča

Panama Plate – Panamska ploča
Gonâve Microplate – Gonavska mikroploča

Cocos Plate – Kokosova ploča

Rivera Plate – ploča Rivera (Riverska ploča)

http://razbibriga.net/clear.gif

Ploče i mikroploče koje ulaze u sastav srednjih i većih ploča

Eurasian plate – Evroazijska ploča

Adriatic or Apulian Plate – Jadranska ili Apulijska ploča
Aegean Sea Plate (or Hellenic Plate) – Egejska ploča ili Grčka ploča
Amurian Plate – Amurska ploča
Anatolian Plate – Anatolijska ploča
Banda Sea Plate – Ploča mora Banda (Banda ploča)
Burma Plate – Burmanska ploča
Iberian Plate – Iberijska ploča
Iranian Plate – Iranska ploča
Molucca Sea Plate – Ploča Molutskog mora
Halmahera Plate – Halmaherska ploča
Sangihe Plate – Sangihska ploča
Okinawa Plate – Okinavska ploča (ploča Okinava)
Pelso Plate – Pelso ploča (Alkapa ploča (AL= Alpi, CA= Karpati, PA= Panonija ))
Sunda Plate – Sundanska ploča (ploča Sunda)
Timor Plate – Timorska ploča
Tisza Plate – ploča Tisa
Yangtze Plate – Jang Ce ploča

Indo-australian plate – Indo-australijska ploča

Australian Plate – Australijsla ploča
Capricorn Plate – Kaprikornova ploča (Jarac ploča)
Futuna Plate – Futunska ploča
Indian Plate – Indijska ploča
Kermadec Plate – Kermadek ploča
Maoke Plate – ploča Maoke
Niuafo’ou Plate – Nijafo ploča
Sri Lanka Plate – ploča Sri Lanke
Tonga Plate – ploča Tonga
Woodlark Plate – Vudlark ploča (ploča Šumska ševa)

Juan de Fuca Plate – Huan de Fukova ploča


Explorer Plate – Eksplorerska ploča (Istraživačka ploča)
Gorda Plate – Gordonska ploča

North American Plate – Severnoamerička ploča


Greenland Plate – Grenlandska ploča
Okhotsk Plate – Ohotska ploča

Pacific Plate – Pcifička ploča (Tihookeanska ploča)

Balmoral Reef Plate – Balmoral rif ploča (ploča Balmoralski greben)
Bird’s Head Plate – ploča Ptičija glava
Caroline Plate – Karolinska ploča
Conway Reef Plate – Konvej rif ploča (ploča Konvejski greben)
Easter Plate –Uskršnja ploča
Galapagos Plate – Galapagoska ploča
Juan Fernandez Plate – Huan Fernandezova ploča
Kula Plate – Kula ploča
Manus Plate – Manus ploča
New Hebrides Plate – Novohebridska ploča
North Bismarck Plate – ploča severni Bizmark
North Galapagos MicroPlate – mikroploča severni Galapagos
Solomon Sea Plate – ploča Solomonsko more (Solomonova ploča)
South Bismarck Plate – ploča južni Bizmark

Philippine Sea Plate – Filipinska ploča

Mariana Plate – Marijanska ploča
Philippine Microplate – Filipinska mikroploča

South American Plate – Južnoamerička ploča

Altiplano Plate – Altiplanska ploča
Falklands Microplate – Foklandska ploča
North Andes Plate – ploča severnih Anda

Naš kontinenti se kreću tolko brzo i nezaustavljivo da, ko zna, možda cete jednog dana kad otvorite vrata od stana videti saharu ili sudance, nikad se ne zna.

Kako se prenosi zemljotres kroz tlo
by Čedomir Stanković

Prilikom registrovanja potresa, postavlja se pitanje kako je taj seizmički talas došao do nas. Odakle je došao? Da li je potres bio blizu nas ili je to samo refleksija nekog daljeg potresa. Vrlo često se čuje da je slabiji potres samo upozorenje pred jači.

Znamo da je zemljotres talasno kretanje zemlje usled interakcije tektonskih ploča. Ti talasi se kroz Zemljinu koru prostiru po zakonima fizike, te ih je lako objasniti. Pošto unutrašnjost naše planete nije homogeno rasporedjena, očekivano je da se seizmički talasi neće kretati pravolinijski. Pravac i brzina njihovog kretanja se može proračunati u zavisnosti od toga gde je bio potres i koliko je vremena prošlo do registrovanja tog potresa na različitim seizmološkim stanicama. Još jedna stvar koja utiče na vrstu zemljotresa je dubina nastanaka.

http://razbibriga.net/clear.gif

nastavak:

Do početka 20-og veka, građa naše planete je bila nerazrešiva misterija. Jedino na osnovu čega se moglo zaključivati o tome šta se nalazi u dubini Zemlje, bili su vulkani i rudničke jame. Međutim, zahvaljujući brojnim tehničkim pronalascima s kraja 19-og veka, postalo je moguće “zaviriti” u dubinu Zemlje do njenog samog središta. Jedan od ključnih izuma koji su omogućili proučavanje Zemljinih dubina, bio je seizmograf. Zaključci na koje su uputili rezultati dobijeni proučavanjem seizmičkih talasa, bili su svakako krajnje neočekivani. Naime, došlo se do zaključka da Zemlja ima više jasno razgraničenih “slojeva”. Prelazi između tih “slojeva” su manje ili više jasni i oštri i nazivamo ih diskontinuiteti.

http://razbibriga.net/clear.gif

Ako Zemlju posmatramo kao celinu (njen čvrsti, tečni i gasoviti deo), najjasniji diskontinuitet je upravo onaj na kojem mi živimo – diskontinuitet između litosfere i atmosfere.

Metoda kojom se određuje epicentar zemljotresa je sledeći. S obzirom na to da jedna seizmološka stanica nije u mogućnosti sa velikom preciznošću odrediti mesto nastanka, one medjusobno upoređuju podatke i na taj način određuju mesto potresa.

nastavak:

Postoji razlika u brzini kretanja P i S talasa. P talasi su elastični seizmički talasi. Nesto poput zvučnih talasa. Takođe P talas ima karakteristiku da za razliku od S talasa prolazi kroz tečnosti, sto je osnovni uslov za prenošenje P talasa kroz Zemljino jezgro. Samim tim različite seizmološke stanice registruju različite magnitude i različite talase. Slika gore pokazuje kako se određuje mesto epicentra zemljotresa presekom tri magnitude ragistrovane na tri posebne seizmološke stanice. Za snagu zemljotresa u epicentru, usvaja se najjača amplituda registrovana na nekom seizmogramu.

http://razbibriga.net/clear.gif

nastavak:

U homogenim i izotropnim materijama P talasi se kreću najčesće uzduzno. Čestice materije koje prenose P talase vibriraju uzduž ili paralelno kretanju talasa.

http://razbibriga.net/clear.gif
slika 1.

http://razbibriga.net/clear.gif

slika 2.

Najčešće brzine P talasa kod zemljotesa su od 5 do 8 km/s. Brzina varira od toga kroz kakvu materiju se talas prostire. Pa na primer brzin može biti ispod 6 km/s kroz litosfernu ploču, pa čak to 13 km/s kroz jezgro Zemlje.

nastavak:

Druga vrsta talasa su S talasi ili talasi smicanja. Po nekad se mogu nazvati elastični talasi zbog prirode svog kretanja. S talas je jedan od dva glavna tipa elastičnih talasa. Tako su nazvani jer se kreću kroz materiju, za razliku od površinskih talasa. S talas je poprečni talas. Njegovo kretanje je normalno na pravac prostiranja talasa. S talasi se kreću kao talasi na uzetu koje je zatreseno, za razliku od P talasa koji se takoreći šunjaju. S talas pravi elstične deformacije tako da pravi efekat smicanja na objekte koji se nadju pogodjeni ovam talasom

http://razbibriga.net/clear.gif
slika 3.

http://razbibriga.net/clear.gif
slika 4.

nastavak:

Na sledećim slikama se vidi delovanje P i S talasa na tlo.

http://razbibriga.net/clear.gifhttp://razbibriga.net/clear.gif
http://razbibriga.net/clear.gif

nastavak:

Sledeći problem koji se javlja prilikom određivanja snage zemljotresa je upravo intezitet njegove snage. Što je zemljotres jači, to će se njegova magnituda teže odrediti. Zemljotesi slabijih inteziteta su tačnije izmereni nego jači zemljotresi. Sto je jači zemljotes, imamo i veću grešku prilikom određivanja istog. Kod izuzetno jakih potesa (kao skorašnjeg u Japanu) imamo znatno vise elemenata koji utiču na sam potres, a to su:

- nelinearno povećanje toplote tla usled trenja
- nastanak slobodnih oscilacija usled velikih potresa
- uticaj na rotaciju Zemlje usled preraspodele mase i energije u njenoj unutrašnjosti i
- trajnih deformacija

http://razbibriga.net/clear.gif

nastavak:

Pored tih problema, imamo i slučaj promene brzine i refleksije seizmičkih talasa usled prolaska kroz slojeve različite gustine. Na prvoj slici vidimo kako bi se kretali talasi da je slo homogeno, ali posto nije, imamo slučajeve refleksije na par narednih slika gde na poslednjoj se vidi koliko odgovora na potres imamo od samo jednog potresa.

Kretanje seizmičkih talasa i njihov uticaj na neku oblast, to jest analiza kretanja talasa i rasipanja energije nastale u rasedu se zove fokalni mehanizam.
Fokalni mehanizam bi bio grafička prezentacija neelastične deformacije jedne oblasi izazvane prostiranjem seizmičkih talasa.

Može se slobodno reći da je fokalni mehanizam rezultat analize prostiranja P talasa potresa čiji su podaci skupljeni iz mreže seizmoloških stanica (najmanje 10 ravnomerno raspoređene oko epicentra).

Energija potresa se opisuje kao dupli par ili double couple modelom. Ovaj model je matematički opisan u tri dimenzije simetričnim tenzorom od devet komponenti koji se naziva moment tenzora. Ovaj tenzor je dat orijentacijom i intezitetom 3 međusobno normalne ose: P (kompresija), T(tenzija), N( neutralna osa). Orijentacija i intezitet ovih osa se utvrdi podacima koje prikupe seizmološke stanice u toku jednog potresa.

nastavak:

http://razbibriga.net/clear.gif

Tenzoti su geometrijski objeki koji opisuju linearni odnos između vektora, skalara i drugih tenzora.

Naime, svaki od fokalnih mehanizama ima dva primera prestavljena takozvanim velikim krugovima na donjoj polulopti stereografke projekcije. Samo jedan od konjugovanog para raseda je aktivan u toku potresa. Ove ravni su pod 90 stepeni u odnosu jendna na drugu. Glavne ose tenzora su bisektrise trougla koji zaklapaju ove ravni raseda. Polje koje je određeno na konjugovanom paru raseda i u kojem se nalazi osa maksimalne kompresije, dok je polje u kome se nalazi osa maksimalne tenzije polje tenzije. Polje kompresije je belo, a polje tenzije crno. Prilikom prolaska seizmičkih talasa kroz stenu dešava se to da u polje kompresije čestice teže ka fokusu potresa (centru stereografkse projekcije), a u tenzionom polju se udaljavaju od njega. Ovo pravilo se kotisti za određivanje karakteristika krevanja talasa po rasedu.

nastavak:

http://razbibriga.net/clear.gif

Postoji nekoliko metoda kako doći do momenta tenzora ili orijentacije njegove glavne tri ose. Jedan od metoda je grafička metoda. Ona nije primenljiva za sve tipove zemljotresa. Ali je dobra za razumevanje kako se podaci sa seizmograma mogu koristiti u cilju dobijanja dugih podataka kao što su fokalni mehanizmi.

Imamo tačno vreme zemljotersa i razdaljine svake stanice od epicentra (sto se vidi na vec pomenutoj slici). Dalje pomoću standarnih modela brzine prostiranja seizmičkih talasa kroz zemlju izračunamo teorjsko vreme pristizanja prvih p talasa do svake seizmološke stanice. Onda se gleda karakteristika p talasa u tačno određenom vremenskom ternutku (t). Onda P talasi u tom trenutku (t) mogu biti u pozitivnom ili negativnom delu na seizmogramu ili čak i ne moraju biti zabeleženi.

http://razbibriga.net/clear.gif

nastavak:

Svaki od ovih podataka (svaka stanica) ima još dva bitna podatka: azimut stanice u odnosu na fokus potresa i take off angle, odnosno ugao koji zaklapa imaginaran pravac stanica-fokus i vertikalna ravan. Prvi P talas u pozitivnom piku ima kompresioni karakter, u negativnom ima tenzioni karakter, a ako nema signala u trenutnu t radi se o neutralnim ravnima ili je signal bio slab. Tako svaki podatak možemo prestaviti na projekciju donje polulopte jer znamo njegovu orijentaciju, kompresiju i tenziju.

http://razbibriga.net/clear.gif
http://razbibriga.net/clear.gif

Tako dobijamo niz podataka čijom interpolacijom mozemo dobiti fokalni mehanizam jednog zemljotresa. Što imamo vise podataka to će fokalni mehanizam biti tačniji.

kraj.