Πώς προκαλείται ένας σεισμός - Ποια η διαφορά ηφαιστειακής και τεκτονικής δόνησης

Οι περίπου 6.000 σεισμοί που έχουν καταγραφεί τις τελευταίες 4 ημέρες στη θαλάσσια περιοχή μεταξύ Σαντορίνης και Αμοργού  έχουν προκαλέσει προβληματισμό στην επιστημονική κοινότητα με τη διαμάχη να επικεντρώνεται στο αν προέρχονται από το ηφαίστειο ή από τις τεκτονικές πλάκες. 

Παρά το γεγονός ότι οι σεισμολόγοι εμφανίζονται καθησυχαστικοί, μέχρι στιγμής δεν φαίνεται να έχει εκδηλωθεί ο κύριος σεισμός γεγονός που εντείνει την ανησυχία των κατοίκων οι οποίοι εγκαταλείπουν τη Σαντορίνη μαζικά. Η σεισμική ακολουθία είναι έντονη ενώ καταγράφονται σεισμοί τουλάχιστον κάθε 5 λεπτά.

Σε νεότερη ενημέρωση, γεωλόγοι ανέφεραν ότι παρατηρήθηκε ανύψωση του ηφαιστείου Κολόμπος στον κόλπο της Σαντορίνης χωρίς αυτό να σημαίνει ότι αναμένεται να εκραγεί. 

Τι είναι ο σεισμός

Σύμφωνα με τα όσα αναφέρει στην ιστοσελίδα του ο Οργανισμός Αντισεισμικού Σχεδιασμού και Προστασίας, ως σεισμός ορίζεται ένα φυσικό φαινόμενο - άρρηκτα συνδεδεμένο με τη ζωή και την ιστορία της γης - που εκδηλώνεται τις περισσότερες φορές, ξαφνικά και χωρίς προειδοποίηση ενώ συνήθως δεν υπάρχουν πολλά περιθώρια για προφύλαξη και δράση.

Είναι το τράνταγμα, η κίνηση του εδάφους που οφείλεται στη θραύση πετρωμάτων, το στιγμιαίο αποτέλεσμα μιας μακροχρόνιας διαδικασίας συσσώρευσης δυναμικής ενέργειας σε καταπονούμενες περιοχές της λιθόσφαιρας.

Πώς γεννιέται ένας σεισμός

Η λιθόσφαιρα δεν είναι ενιαία αλλά απαρτίζεται από ένα σύνολο μεγάλων και μικρότερων πλακών που ολισθαίνουν πάνω στο υποκείμενο παχύρρευστο μανδυακό υλικό (ασθενόσφαιρα) πραγματοποιώντας σχετικές μεταξύ τους κινήσεις. Οι πλάκες αυτές λέγονται λιθοσφαιρικές πλάκες. Τα αίτια κίνησής τους πιθανόν να είναι οι οριζόντιες εφαπτομενικές κινήσεις που ασκούνται στον πυθμένα τους από τα θερμικά ρεύματα μεταφοράς τα οποία δημιουργούνται στον ασθενοσφαιρικό μανδύα.

Η λιθόσφαιρα της Γης αποτελείται από επτά μεγάλες πλάκες: την Αφρικανική, την Ευρασιατική, την Ινδο-Αυστραλιανή, την Ανταρκτική, την πλάκα του Ειρηνικού, τη Βορειο-Αμερικανική, τη Νοτιο-Αμερικανική. Υπάρχουν όμως και αρκετές μικρότερες. Οι πλάκες κινούνται προς διαφορετικές διευθύνσεις. Τα βέλη δείχνουν την κίνησή τους.

Η θεωρία που ερμηνεύει ικανοποιητικά το σύνολο των γεωλογικών και γεωφυσικών παρατηρήσεων, που σχετίζονται με την ενεργό τεκτονική δράση και κατά συνέπεια και με τη σεισμική δράση, είναι αυτή που περιγράφει την κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών.

Οι λιθοσφαιρικές πλάκες αλλού αποκλίνουν, αλλού συγκλίνουν και αλλού η μία κινείται παράλληλα - εφαπτομενικά σε σχέση με τη διπλανή της.

Στις περιοχές που αποκλίνουν οι λιθοσφαιρικές πλάκες, που ονομάζονται μεσοωκεάνιες ράχες, θερμό ασθενοσφαιρικό υλικό ανεβαίνει προς στην επιφάνεια, ψύχεται, στερεοποιείται και οδηγεί έτσι στη δημιουργία νέας λιθόσφαιρας κατά μήκος των δύο πλευρών των ράχεων (πχ μεσοωκεάνια ράχη Ατλαντικού ωκεανού, απομάκρυνση Αμερικανικής - Αφρικανικής πλάκας).

Στην περίπτωση της σύγκλισης των πλακών η πυκνότερη από τις δύο βυθίζεται κάτω από την άλλη, οπότε η πρώτη πλάκα «λιώνει» μέσα στο θερμό μανδυακό υλικό κι έτσι καταστρέφεται το λιθοσφαιρικό υλικό. Η δημιουργία νέου ωκεάνιου φλοιού στις μεσοωκεάνιες ράχες αντισταθμίζεται λοιπόν με την καταστροφή αντίστοιχης ποσότητας στις περιοχές σύγκλισης πλακών, οπότε η συνολική επιφάνεια της Γης παραμένει "σταθερή".

Στις περιοχές που ολισθαίνουν οριζόντια η μία πλάκα σε σχέση με την άλλη, η κίνηση γίνεται κατά μήκος κατακόρυφων ρηγμάτων μετασχηματισμού. Αποτέλεσμα της σχετικής κίνησης των λιθοσφαιρικών πλακών είναι η αργή παραμόρφωση των πετρωμάτων στις παρυφές τους.

Για τον λόγο αυτό, στα πετρώματα που βρίσκονται κοντά στις περιοχές αυτές συσσωρεύονται τεράστια ποσά δυναμικής ενέργειας (ενέργεια ελαστικής παραμόρφωσης πετρωμάτων) και αναπτύσσονται μεγάλες τάσεις που συνεχώς αυξάνουν. Όταν οι τάσεις αυξηθούν τόσο πολύ, ώστε να υπερβούν το όριο αντοχής του λιθοσφαιρικού υλικού στο σημείο αυτό επέρχεται θραύση. Ταυτόχρονα πραγματοποιείται απότομη σχετική κίνηση των δύο τμημάτων που έχουν προκύψει κατά μία επιφάνεια έως ότου ισορροπήσουν σε νέες θέσεις. Η επιφάνεια αυτή είναι το σεισμικό ρήγμα. Τη χρονική αυτή στιγμή γεννιέται ένας σεισμός

Ο χώρος που πρωτοεκδηλώνεται η διάρρηξη των πετρωμάτων (σεισμογόνος χώρος) μπορεί κατά προσέγγιση να θεωρηθεί ως σημείο και ονομάζεται εστία ή υπόκεντρο του σεισμού.

Το ίχνος της κατακόρυφης προβολής της εστίας πάνω στην επιφάνεια της γης είναι το επίκεντρο. Η απόσταση του επικέντρου από την εστία (βάθος της εστίας) λέγεται εστιακό βάθος. Σύμφωνα με όσα έχουν ήδη αναφερθεί προκύπτει ότι οι σεισμοί γεννιούνται μόνο μέσα στη λιθόσφαιρα και κατά κύριο λόγο εντοπίζονται στα όρια των λιθοσφαιρικών πλακών.

Ποιες είναι οι κατηγορίες σεισμών

Σύμφωνα με το Γεωδυναμικό Ινστιτούτο, οι σεισμοί ανάλογα με τα αίτια γένεσής τους διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες:

Τεκτονικοί σεισμοί: είναι εδαφικές δονήσεις οι οποίες προκαλούνται από την βίαιη διάρρηξη των πετρωμάτων της γης, ως αποτέλεσμα της δράσεως τεκτονικών δυνάμεων συμπίεσης και εφελκυσμού. Είναι οι πιο συνηθισμένοι, δεδομένου ότι το 90% των επιφανειακών σεισμών και το σύνολο των πλουτώνιων είναι τεκτονικοί σεισμοί.

Ηφαιστειογενείς σεισμοί: είναι εδαφικές δονήσεις που είτε προηγούνται είτε συνοδεύουν τις ηφαιστειακές εκρήξεις. Αποτελούν το 7% του συνόλου των επιφανειακών σεισμών.

Εγκατακρημνισιγενείς σεισμοί: είναι εδαφικές δονήσεις που οφείλονται σε καταπτώσεις οροφών φυσικών εγκοίλων και σπηλαίων. Έχουν συνήθως μικρό μέγεθος και αποτελούν το 3% του συνόλου των επιφανειακών σεισμών.

Σεισμοί γεννιούνται μόνο μέσα στη λιθόσφαιρα και οι σεισμικές εστίες φθάνουν περίπου μέχρι 700Km βάθος. Το μεγαλύτερο εστιακό βάθος σεισμού που έχει υπολογιστεί είναι 720Km. Ανάλογα με το εστιακό τους βάθος οι σεισμοί διακρίνονται σε:

Επιφανειακούς σεισμούς με εστιακό βάθος μικρότερο από 60Km

Σεισμούς ενδιάμεσου βάθους με εστιακό βάθος μεταξύ 60 - 300 Km.

Σεισμούς μεγάλου βάθους με εστιακό βάθος μεγαλύτερο από 300Km. Οι σεισμοί ενδιάμεσου και μεγάλου βάθους καλούνται πλουτώνιοι σεισμοί

Στις μεσο-ωκεάνιες ράχεις παρατηρούνται μόνο επιφανειακοί σεισμοί, ενώ στις περιοχές σύγκλισης των πλακών γεννιούνται και σεισμοί ενδιάμεσου ή μεγάλου βάθους

Επιπλέον, υπάρχουν εδαφικές δονήσεις των οποίων τα αίτια είναι είτε φυσικά είτε τεχνητά, αλλά δεν βρίσκονται στο εσωτερικό της γης. Οι δονήσεις αυτές παρόλο που δεν είναι σεισμοί μελετώνται από την σεισμολογία. Φυσικές δονήσεις θεωρούνται όσες οφείλονται σε πτώσεις μετεωριτών, σε μετεωρολογικά αίτια ή σε θαλάσσια κύματα, ενώ τεχνητές δονήσεις όσες προκαλούνται από πυρηνικές ή χημικές εκρήξεις καθώς και από τις μηχανές των εργοστασίων.