ΘΕΩΡΙΑ ΛΙΘΟΣΦΑΙΡΙΚΩΝ ΠΛΑΚΩΝ

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

Είναι τεμάχοι της λιθόσφαιρας που κινούνται επάνω στην ασθενόσφαιρα.

συγλίνουσες πλάκες - αποκλίνουσες πλάκες - πλευρικός ολισθαίνουσες πλάκες

Υπάρχουν δύο κύρια μοντέλα που εξηγούν την κίνησή τους:

Μοντέλο ενεργού μανδύα: ρεύματα μεταφοράς στο μανδύα (=μανδυακά αναβρύσματα) παρασέρνουν και μεταφέρουν τις λιθοσφαιρικές πλάκες.

Μοντέλο παθητικού μανδύα: οι πλάκες μετακινούνται μόνες τους λόγω βαρύτητας, η οποία στα άκρα τους προκαλεί τη βύθιση του ωκεάνειου μέρους των πλακών κάτω από το ηπειρωτικό όμορης πλάκας.

Οι κύριες δομές που παρατηρούνται στις λιθοσφαιρικές πλάκες είναι οι μεσο-ωκεάνιες ράχες (δημιουργία υλικού), οι ζώνες σύγκλισης ή υποβύθιση (καταστροφή υλικού) και τα ρήγματα μετασχηματισμού (διατήρηση υλικού).

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 -μεσοωκεάνιες ράχεις- θερμό ασθενοσφαιρικό υλικό βγαίνει στην επιφάνεια, ψύχεται, στερεοποιείται και οδηγεί έτσι στη δημιουργία νέας λιθόσφαιρας κατά μήκος των δύο πλευρών των ράχεων (π.χ. μεσοωκεάνια ράχη Ατλαντικού ωκεανού, απομάκρυνση Αμερικανικής - Αφρικανικής πλάκας).

Στις περιοχές που ολισθαίνουν οριζόντια η μία πλάκα σε σχέση με την άλλη, η κίνηση γίνεται κατά μήκος κατακόρυφων ρηγμάτων μετασχηματισμού.
Στην περίπτωση της σύγκλισης των πλακών η πυκνότερη από τις δύο βυθίζεται κάτω από την άλλη μέχρις ότου λιώσει η πρώτη μέσα στο θερμό μανδυακό υλικό κι έτσι καταστρέφεται λιθοσφαιρικό υλικό. Η δημιουργία νέου ωκεάνιου φλοιού στις μεσοωκεάνιες ράχεις αντισταθμίζεται λοιπόν με την καταστροφή αντίστοιχης ποσότητας στις περιοχές σύγκλισης πλακών, οπότε η συνολική επιφάνεια της Γης παραμένει "σταθερή".

Δημιουργία μεσοωκεάνιας ράχης σε περιοχή απόκλισης των λιθοσφαιρικών πλακών και άνοδος θερμού υλικού (μάγματος). Η οριζόντια κίνηση των πλακών συμβαίνει κατά μήκος ενός ρήγματος μετασχηματισμού.

Αποτέλεσμα της σχετικής κίνησης των λιθοσφαιρικών πλακών είναι η αργή παραμόρφωση των πετρωμάτων στις παρυφές τους. Για το 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.

Η εξέλιξη του φλοιού σε μία θέση απόκλισης λιθοσφαιρικών πλακών είναι: αρχική διάρρηξη στάδιο κλειστού ωκεανού (δημιουργία μεσο-ωκεάνιων ραχών) στάδιο ανοικτού ωκεανού (μεγάλη έκταση ωκεάνιου φλοιού).

Κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών πάνω στην ασθενόσφαιρα

Υπάρχουν τρεις τύποι σύγκλισης λιθοσφαιρικών πλακών:

Σύγκρουση ηπειρωτικού με ηπειρωτικό φλοιό (Α-καταβύθιση).

Σύγκλιση ωκεάνιου με ωκεάνιο φλοιό (Β-καταβύθιση).

Σύγκλιση ωκεάνιου με ηπειρωτικό φλοιό (Β-καταβύθιση).

Οι κύριες δομές σε μία ζώνη σύγκλισης είναι (από το εξωτερικό προς το εσωτερικό της μέρος): α) εξωτερική ράχη, β) ωκεάνια αύλακα (=τάφρος), γ) πρίσμα προσαύξησης (=επαύξησης) γ) λεκάνη προ του τόξου, δ) μετωπικό τόξο, ε) ηφαιστειακό τόξο, στ) περιθωριακή λεκάνη.

Δημιουργία τόξου που αποτελείται από ωκεάνια τάφρο, ηφαιστειακό - νησιωτικό τόξο και οπισθοτάφρο σε περιοχή υποβύθισης μιας ωκεάνιας λιθοσφαιρικής πλάκας κάτω από την άλλη.

Τα περιθώρια των λιθοσφαιρικών πλακών διακρίνονται σε:

Ενεργά. Υπάρχουν σεισμοί επιφανείας, ενδιαμέσου (ζώνη Benioff) και μεγάλου βάθους.

Παθητικά. Υπάρχουν μόνο επιφανειακοί σεισμοί.

Συντηρητικά. Εκατέρωθεν των ρηγμάτων μετασχηματισμού.

Το σημείο στο οποίο συναντώνται τρεις λιθοσφαιρικές πλάκες ονομάζεται τριπλό σημείο.

Η προβολή των κορυφών των ρευμάτων μεταφοράς (=μανδυακά ανευρύσματα) στην επιφάνεια του φλοιού ονομάζεται θερμή κηλίδα.

Η Ελλάδα βρίσκεται στο Ν άκρο της Ευρασιατικής πλάκας και επηρεάζεται από δύο κύριες κινήσεις λιθοσφαιρικών πλακών:

v Από την προς Βορρά βύθιση της Αφρικανικής πλάκας κάτω από την Ευρασιατική (≈1 cm/y).

v Από την προς Δύση κίνηση της μικροπλάκας της Ανατολίας μέσω του Ρήγματος της Βόρειας Ανατολίας (≈2,5 cm/y).

v Η μέση ταχύτητα παραμόρφωσης του χώρου του Αιγαίου είναι 2,5 - (-1) ≈ 3,5 cm/y.

Οι σεισμοί διακρίνονται σε επιφανειακούς (βάθος έως 20 km και σε εξαιρετικές περιπτώσεις έως 60 km), ενδιαμέσου βάθους (έως 300 km) και μεγάλου βάθους (300-720 km).

Οι σεισμοί δημιουργούνται λόγω της ξαφνικής ολίσθησης ενεργών ρηγμάτων οι συσσωρευμένες τάσεις στην επιφάνεια των οποίων υπερβαίνουν το όριο θραύσης του υλικού.

Το σημείο πάνω στην επιφάνεια του ρήγματος στο οποίο δημιουργείται ένας σεισμός ονομάζεται υπόκεντρο ή εστία, ενώ η προβολή του σημείου αυτού στην επιφάνεια ονομάζεται επίκεντρο. Το βάθος στο οποίο βρίσκεται η εστία ονομάζεται εστιακό βάθος.

Οι σεισμοί τύπου εμποδίου είναι κυρίως οριοπλακικοί, ενώ αυτοί του τύπου φράγματος είναι κυρίως ενδοπλακικοί και έχουν χαρακτηριστική μακρά περίοδο μετασεισμικής δραστηριότητας.

Ανάλογα με το αν η διεύθυνση διάδοσης της σεισμικής διάρρηξης είναι προς μία ή και τις δύο κατευθύνσεις επάνω στην επιφάνεια του ρήγματος, ο σεισμός ονομάζεται μονοκατευθυντικός ή δικαευθυντικός αντίστοιχα.

Ως σεισμική ακολουθία ορίζεται το σύνολο των σεισμών που γεννώνται σε ένα συγκεκριμένο χώρο σε ένα μικρό χρονικό διάστημα λόγω της δράσης ενός συγκεκριμένου συστήματος ρηγμάτων.

Σχεδόν όλοι οι κύριοι σεισμοί ακολουθούνται από μετασεισμούς, ενώ ορισμένοι έπονται προσεισμών. Εάν σε μία σεισμική ακολουθία δεν διακρίνεται ένας σημαντικά μεγαλύτερος σεισμός από τους υπόλοιπους, η ακολουθία ονομάζεται σμήνος ή σμηνοσειρά.

Ο νόμος Gutenberg-Richter εκφράζει το πλήθος των σεισμών (N) σε σχέση με το μέγεθός τους (M).

Τα σεισμικά κύματα διακρίνονται σε κύματα χώρου (επιμήκη P [=διαμήκη] και εγκάρσια S), επιφανειακά κύματα (Rayleigh, Love, Stonley κ.ά.) και άλλα κύματα (διαυλικά, ουράς, στάσιμα, κ.ά.). Τα κύματα P έχουν μεγαλύτερη ταχύτητα από τα S, ενώ τα Love μεγαλύτερη από τα Rayleigh. Τις μεγαλύτερες επιπτώσεις στις κατασκευές έχουν τα κύματα επιφανείας, επειδή έχουν το μεγαλύτερο πλάτος.

Το πλάτος των σεισμικών κυμάτων μειώνεται με την αύξηση της επικεντρικής απόστασης λόγω των φυσικών ιδιοτήτων του φλοιού της Γης.

Πού 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, ενώ η απόστασή του από την εστία (βάθος της εστίας) λέγεται εστιακό βάθος.
Σύμφωνα με όσα έχουν ήδη αναφερθεί αυτονόητο είναι ότι οι σεισμοί γεννιούνται μόνο μέσα στη λιθόσφαιρα και κατά κύριο λόγο εντοπίζονται στα όρια των λιθοσφαιρικών πλακών

Το μέγεθος (Μ) ενός σεισμού είναι το μέτρο της ενέργειας που απελευθερώνεται και είναι ανεξάρτητο από την επικεντρική απόσταση.

Οι κυριότερες κλίμακες σεισμικών μεγεθών είναι:

Το μέγεθος προκύπτει από μετρήσεις πλατών σε σεισμογραφήματα (καταγραφές του σεισμού στα ειδικά όργανα καταγραφής, τους σεισμογράφους) και εκφράζεται στην κλίμακα Richter.

Αργότερα παρουσιάστηκαν και άλλες κλίμακες μεγεθών, όπως η κλίμακα μεγέθους διάρκειας (Md), επιφανειακού μεγέθους (Μs) και χωρικού μεγέθους (Μb). Η πλέον σύγχρονη προτάθηκε το 1979 από τους Hanks και Kanamori. Είναι το μέγεθος σεισμικής ροπής (Moment Magnitude, Mw). To πλεονέκτημά της σε σχέση με τις προηγούμενες είναι ότι στηρίζεται στη μέτρηση της σεισμικής ροπής, η οποία είναι ανεξάρτητη από την περίοδο των σεισμικών κυμάτων και εκφράζει την ενέργεια που απελευθερώνεται. Στο σεισμολογικό σταθμό των Αθηνών βρίσκεται εγκατεστημένο σεισμόμετρο τύπου Wood-Anderson, από τις αναγραφές του οποίου υπολογίζεται απευθείας το τοπικό μέγεθος. Επίσης για τους επιφανειακούς σεισμούς γίνεται προσδιορισμός τόσο επιφανειακού όσο και μεγέθους διάρκειας.
Το ποσό της ενέργειας (Ε) που εκλύεται συνδέεται με το μέγεθος σύμφωνα με τη σχέση : logE = 12,24 + 1,40Ms όπου, Ε είναι η ενέργεια μετρημένη σε erg και Ms είναι το επιφανειακό μέγεθος.
Από την παραπάνω σχέση εύκολα υπολογίζεται ότι η εκλυόμενη ενέργεια από σεισμό με μέγεθος 5 της κλίμακας Richter είναι 24.1019 erg (περίπου) ενώ από σεισμό με αντίστοιχο μέγεθος 6 είναι περίπου 64.1020 erg. Δηλαδή αύξηση του μεγέθους κατά μία μονάδα έχει ως συνέπεια έκλυση ενέργειας μεγαλύτερης κατά 25 φορές περίπου. Τα εκλυόμενα ποσά ενέργειας είναι πράγματι πολύ μεγάλα, αν ληφθεί υπόψη ότι κατά την πυρηνική δοκιμή στα νησιά Μπικίνι (1946) η ενέργεια που ελευθερώθηκε ήταν της τάξης των 1019 erg.

Κλίμακα Ρίχτερ

Ιστορικό

Η Κλίμακα Ρίχτερ είναι διαδεδομένη λογαριθμική κλίμακα μέτρησης της ενέργειας που εκλύεται κατά τη διάρκεια ενός σεισμού.

Η κλίμακα Ρίχτερ αναπτύχθηκε το 1935, στην Νότια Καλιφόρνια των ΗΠΑ από τον Αμερικανό φυσικό και σεισμολόγο Τσαρλς Ρίχτερ (Charles Francis Richter)και τον Γερμανό Μπένο Γκούτενμπεργκ (Beno Gutenberg).

Η κλίμακα αυτή, που φέρει προς τιμήν το όνομα του ενός των δημιουργών της, επινοήθηκε αρχικά για μέτρηση τοπικών σεισμών. Λόγω όμως της πρωτοτυπίας της, ορίσθηκε διεθνώς ως κλίμακα αναφοράς του μεγέθους όλων των σεισμών.

Μετά τη διεθνή καθιέρωση της κλίμακας, οι ίδιοι οι δημιουργοί της την βελτίωσαν, ώστε να εξαλειφθούν οι περιορισμοί τόσο της απόστασης όσο και των τύπων των εν χρήσει σεισμογράφων. Δημιουργήθηκαν επίσης και νομογράμματα, με βάση τα οποία μπορεί να εξαχθεί απευθείας το μέγεθος ενός σεισμού με βάση ορισμένα χαρακτηριστικά του, όπως η χρονική διάρκεια και το πλάτος των δευτερευόντων σεισμικών κυμάτων.

Βασικές αρχές

Η κλίμακα Ρίχτερ είναι λογαριθμική. Αύξηση του μεγέθους του σεισμού κατά μία ακέραια μονάδα της κλίμακας αντιπροσωπεύει δεκαπλασιασμό του πλάτους των δονήσεων που καταγράφονται από ένα σεισμογράφο Wood-Anderson και 31,5 φορές μεγαλύτερη έκλυση ενέργειας, ενώ αύξηση 2 βαθμών αντιπροσωπεύει 1.000 φορές μεγαλύτερη έκλυση ενέργειας.

Ως «βαθμός 0» επελέγη συμβατικά η ασθενέστερη δόνηση που μπορούσε να καταγραφεί την εποχή που καθιερώθηκε η κλίμακα. Οι σύγχρονοι σεισμογράφοι καταγράφουν και ασθενέστερες δονήσεις από εκείνες που αρχικά είχαν επιλεγεί για να ορίσουν το «0» (οι οποίες ορίζονται με αρνητικές τιμές). Πρακτικώς, η ασθενέστερη δόνηση που μπορεί να υπάρξει είναι - 2,0 Ρίχτερ, που ισοδυναμεί με το σπάσιμο μίας πέτρας.

Μία εμπειρική αντίληψη του βαθμού «1» της κλίμακας είναι η δόνηση που παράγεται από τη διέλευση ενός τρένου ή ενός ερπυστριοφόρου άρματος με μέση ταχύτητα σε άσφαλτο, ενώ βαθμός «2» είναι η δόνηση που αντιλαμβάνονται οι θεατές παρέλασης από διέλευση ίλης αρμάτων.

Παρά τα παραπάνω, στη σύγχρονη πρακτική χρησιμοποιείται ένα πιο σωστά θεμελιωμένο μέτρο για το μέγεθος του σεισμού, η «σεισμική ροπή», η οποία παρέχει πολύ πιο ομοιόμορφη κλίμακα για το σεισμικό γεγονός.

Μεγέθη σύμφωνα με την κλίμακα

< 0 R Μικροσεισμός	Δεν γίνεται αισθητός. Καταγράφεται μόνο από σεισμογράφους
0 - 0,9 R Μικροσεισμός	Δεν γίνεται αισθητός. Καταγράφεται μόνο από σεισμογράφους
1,0 - 1,9 R Μικροσεισμός	Δεν γίνεται αισθητός. Καταγράφεται μόνο από σεισμογράφους
2,0 - 2,9 R Ασήμαντος	Σχεδόν πάντα μη αισθητός. Πιθανώς αισθητός από μερικούς ανθρώπους κοντά στο επίκεντρο
3,0 - 3,9 R Πολύ Ασθενής	Αισθητός κοντά στο επίκεντρο, χωρίς ζημιές
4,0 - 4,9 R Ασθενής	Αισθητός στο μεγαλύτερο μέρος του πληθυσμού σε τοπικό επίπεδο, με ελαφρές συνήθως ζημιές στο εσωτερικό των κτιρίων κοντά στο επίκεντρο, χωρίς θύματα. Απίθανο να υπάρξουν έστω και μέτριες ζημιές
5,0 - 5,9 R Μέτριος	Αισθητός στο σύνολο του πληθυσμού σε τοπικό επίπεδο. Μέτριες έως σημαντικές ζημιές στα κτίρια ανεπαρκούς σχεδίασης σε ακτίνα 10 χιλιομέτρων από το επίκεντρο, πιθανώς και με κάποιες ανθρώπινες απώλειες. Συνήθως καμία έως ελαφρές ζημιές σε όλα τα άλλα κτίρια
6,0 - 6,9 R Ισχυρός	Σοβαρές ζημιές σε ακτίνα 100 χιλιομέτρων από το επίκεντρο, ισχυρές έως βίαιες δονήσεις κοντά στο επίκεντρο. Μέτριες έως σοβαρές ζημιές στα κτίρια ανεπαρκούς σχεδίασης, ελάχιστες ζημιές στα ανθεκτικά και αντισεισμικά κτίρια. Ο ανθρώπινος απολογισμός κυμαίνεται συνήθως από μηδέν έως 25.000 θανάτους
7,0 - 7,9 R Καταστροφικός	Μεγάλες καταστροφές και ανθρώπινες απώλειες, σε ακτίνα άνω των 100 χιλιομέτρων μακριά από το επίκεντρο. Σοβαρές ζημιές ή μερική κατάρρευση αρκετών κτιρίων, ολική κατάρρευση ορισμένων κτιρίων ανεπαρκούς σχεδίασης. Πιθανές ζημιές στα ανθεκτικά και αντισεισμικά κτίρια. Επίσης, αν το επίκεντρο είναι στη θάλασσα, πιθανότητα δημιουργίας τσουνάμι. Ο ανθρώπινος απολογισμός κυμαίνεται συνήθως από μηδέν έως 250.000 θανάτους
8,0 - 8,9 R Εξαιρετικά Καταστροφικός	Εξαιρετικά μεγάλες καταστροφές και ανθρώπινες απώλειες, πολλές εκατοντάδες χιλιόμετρα μακριά από το επίκεντρο. Μέτριες έως βαρύτατες ζημιές στα ανθεκτικά και αντισεισμικά κτίρια, ολική κατάρρευση στα κτίρια ανεπαρκούς σχεδίασης. Πιθανώς ολική καταστροφή κοντά στο επίκεντρο. Εναλλακτικά, αν το επίκεντρο είναι στη θάλασσα, δημιουργία ισχυρών τσουνάμι. Ο ανθρώπινος απολογισμός κυμαίνεται συνήθως από 100 έως πολλές εκατοντάδες χιλιάδες θανάτους. Ωστόσο, ορισμένοι σεισμοί αυτού του μεγέθους δεν έχουν προκαλέσει θύματα
9,0 - 9,9 R Ασύλληπτα Καταστροφικός	Τεράστιες καταστροφές και τεράστιες ανθρώπινες απώλειες, πολλές χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά από το επίκεντρο. Πιθανώς ακόμη και ολοκληρωτική καταστροφή της ζωής σε τοπικό επίπεδο, όλα τα κτίρια κοντά στο επίκεντρο καταρρέουν εντελώς. Εναλλακτικά, αν το επίκεντρο είναι στη θάλασσα, τεράστια τσουνάμι που θα πλήξουν όλες τις γύρω ηπείρους. Μεγάλη μετατόπιση στις τοπικές τεκτονικές πλάκες, αλλαγές στο τοπικό ανάγλυφο και στο σχήμα των ακτογραμμών και πιθανή μετατόπιση νησιών. Αλλαγή στην ταχύτητα περιστροφής και στην κλίση του άξονα της Γης. Ο ανθρώπινος απολογισμός κυμαίνεται συνήθως από 1.000 έως, δυνητικά, 1 εκατομμύριο θανάτους. Ελάχιστοι σεισμοί αυτού του μεγέθους έχουν καταγραφεί στην παγκόσμια ιστορία. Ο ισχυρότερος όλων, ήταν 9,5 R
≥ 10,0 R Παγκόσμιος	Δεν υπάρχει τόσο μεγάλου μήκους ενιαίο σεισμογόνο ρήγμα στη Γη για να προκαλέσει κάτι τέτοιο. Μόνο από συμβάν πρόσκρουσης με αστεροειδή ή κομήτη μπορεί να συμβεί ή ειδικότερα για την τιμή «10 ακριβώς» αν έσπαζαν ταυτόχρονα 3 έως 5 διαδοχικά ρήγματα μεγάλου μήκους, κάτι εξαιρετικά απίθανο. Αν πάντως συνέβαινε, θα κατέστρεφε μία ολόκληρη ήπειρο, προκαλώντας δυνητικά έως και εκατομμύρια θανάτους, με ολοκληρωτική καταστροφή της ζωής και όλων των ανθρώπινων κατασκευών σε ακτίνα χιλιάδων χιλιομέτρων, και θα άλλαζε εντελώς το γεωγραφικό ανάγλυφο σε ολόκληρες χώρες. Επίσης, θα γινόταν αισθητός σε εξαιρετικά μεγάλες αποστάσεις, πιθανότατα σε όλο το ένα ημισφαίριο της Γης

Μέγιστη δυνατή τιμή

Αν και η κλίμακα δεν έχει θεωρητικά ανώτατο όριο, οι 5 μεγαλύτεροι σεισμοί που έχουν καταγραφεί από το 1900 έως σήμερα (με πιο πρόσφατο, τον σεισμό 9,0 - 9,1 Ρίχτερ στο Σεντάι της Ιαπωνίας στις 11 Μαρτίου 2011), κυμάνθηκαν ανάμεσα στην τιμή 9 έως και 9,5 της κλίμακας.

Ο φονικός σεισμός στην Ιαπωνία του 2011 προκάλεσε τσουνάμι, χιλιάδες ζημιές και πολλούς θανάτους.

Πρακτικώς, οι σεισμοί στη Γη δεν μπορούν να ξεπεράσουν την τιμή 9,5 της κλίμακας. Ο λόγος είναι ότι οι βράχοι δεν μπορούν να αντέξουν περισσότερη ενέργεια από το όριο θραύσης, χωρίς να σπάσουν. Επομένως, το ποσοτικό μέγεθος του σεισμού εξαρτάται αποκλειστικά από το μέγεθος των πετρωμάτων που υπέστησαν θραύση, δηλαδή πόσα χιλιόμετρα μήκος είχε το σεισμογόνο ρήγμα που δημιουργήθηκε, απελευθερώνοντας σεισμική ενέργεια κατά τη θραύση. Ο ισχυρότερος σεισμός που έχει καταγραφεί ποτέ, ήταν ο Μεγάλος σεισμός της Βαλδίβια στην Χιλή, στις 22 Μαΐου 1960, μεγέθους 9,5 R και προκλήθηκε από το μεγαλύτερο σε μήκος ενιαίο ρήγμα του πλανήτη, μήκους 1.500 χιλιομέτρων (σχεδόν 1.000 μιλίων), στο οποίο τα πετρώματα υπέστησαν διάρρηξη στο μεγαλύτερο μέρος τους κατά μήκος 1.000 χιλιομέτρων.

Για να συνέβαινε ένας σεισμός με τιμή άνω των 10 βαθμών στην κλίμακα, ο οποίος μάλιστα θα γινόταν αισθητός σε όλη τη Γη, θα έπρεπε να υπάρχει ένα ρήγμα που να περιβάλλει ολόκληρο τον πλανήτη και φυσικά τέτοιο ρήγμα δεν υπάρχει. Θεωρητικά, σε ένα τέτοιο σενάριο, το ανώτατο όριο της κλίμακας θα ήταν στα 10,6 Ρίχτερ αν το ρήγμα αυτό έσπαζε κατά μήκος όλης της περιφέρειας της Γης. Στην πράξη βέβαια, ο μόνος τρόπος για να συμβεί σεισμός με τιμή άνω των 10 βαθμών, είναι από συμβάν πρόσκρουσης με αστεροειδή ή κομήτη. Ακόμη και η τιμή 10,0 (κοινώς «10 ακριβώς») θεωρείται εξαιρετικά απίθανη και σύμφωνα με αρκετούς ειδικούς, όπως την σεισμολόγο Susan Hough, ίσως είναι το ύψιστο δυνατό νούμερο που θα μπορούσε να συμβεί ποτέ στη Γη.

Αύξηση του μεγέθους σεισμού κατά μία μονάδα ισοδυναμεί με αύξηση της εκλυόμενης ενέργειας κατά περίπου 31 φορές.

Διαφορές από την κλίμακα Μερκάλι

Η κλίμακα Ρίχτερ δεν θα πρέπει να συγχέεται με την κλίμακα Μερκάλι, που προσδιορίζει όχι το μέγεθος, αλλά την ένταση του σεισμικού φαινομένου σε ορισμένη τοποθεσία και, επομένως, εξαρτάται από το μέγεθος, την απόσταση από το επίκεντρο του σεισμού, το υπέδαφος και από παράγοντες που επηρεάζουν την διάδοση των σεισμικών κυμάτων. Επίσης, αφού η κλίμακα Μερκάλι προσμετρά τις επιπτώσεις ενός σεισμικού φαινομένου, δεν ενδείκνυται για μετρήσεις σε ακατοίκητες ή αραιοκατοικημένες περιοχές.

Μακροσεισμικά αποτελέσματα και ένταση σεισμών

Η κλίμακα που χρησιμοποιούμε στην Ελλάδα για μακροσεισμικά αποτελέσματα -όπως και στην υπόλοιπη Ευρώπη- είναι η δωδεκαβάθμια κλίμακα Mercalli – Sieberg. Ορισμένοι χρησιμοποιούν και την τροποποιημένη κλίμακα Medvedev - Sponcheuer - Karnik (MSK).

Τα μακροσεισμικά αποτελέσματα ενός σεισμού μπορεί να είναι πρωταρχικά ή επακόλουθα και κατά μία άλλη ταξινόμηση μόνιμα ή παροδικά.

Μακροσεισμικά αποτελέσματα είναι εδαφικές διαρρήξεις, κατολισθήσεις, εδαφικές βαθύνσεις, ρευστοποιήσεις εδαφών, υψομετρικές μεταβολές, τσουνάμι, βλάβες σε κατασκευές (άμεσες ή έμμεσες) κλπ.

Τα τσουνάμι είναι κύματα που δημιουργούνται σε ανοικτές θάλασσες λόγω υποθαλάσσιων σεισμών ή/και κατολισθήσεων, οι οποίοι μετακινούν όγκους νερού ανάλογα με το βάθος της θάλασσας. Ενώ στα ανοικτά η ταχύτητα των κυμάτων αυτών είναι πολύ μεγάλη (έως 800 km/h), στα ρηχά μειώνεται, με αποτέλεσμα την αύξηση του ύψους τους.

Η ένταση του σεισμού αναφέρεται στα μακροσεισμικά αποτελέσματα που αυτός έχει σε μία συγκεκριμένη γεωγραφική θέση και εξαρτάται από την επικεντρική απόσταση.

Οι ισόσειστες καμπύλες περιγράφουν περιοχές ίδιας έντασης σε ένα χάρτη και ο προσανατολισμός τους συνήθως είναι παράλληλος με το σεισμογόνο ρήγμα. Το κέντρο της πλειόσειστης περιοχής ονομάζεται μακροσεισμικό επίκεντρο.

Για αύξηση ενός βαθμού στην ένταση, παρατηρείται περίπου διπλασιασμός της αντίστοιχης σεισμικής επιτάχυνσης.

Η εκτίμηση των μακροσεισμικών αποτελεσμάτων γίνεται με βάση ορισμένες κλίμακες μακροσεισμικών εντάσεων, που παριστάνονται με τους λατινικούς αριθμούς I, II, III, IV, κλπ.

Η συγκέντρωση των μακροσεισμικών δεδομένων γίνεται μέσω άμεσων παρατηρήσεων ή από την βαθμολόγηση των ερωτηματολογίων που αποστέλλονται στους οικισμούς γύρω από το επίκεντρο του σεισμού.

Το Γεωδυναμικό Ινστιτούτο αποστέλλει τέτοια ερωτηματολόγια στους Δήμους και τις Κοινότητες (νυν Δημοτικά Διαμερίσματα) μετά από κάθε ισχυρό σεισμό. Η επιλογή των περίπου 3500 Δήμων και Δημοτικών Διαμερισμάτων από ένα σύνολο άνω των 6000 που προέκυψαν μετά την εφαρμογή του νόμου "Καποδίστρια" έγινε με κριτήρια χωρικής κατανομής και πληθυσμιακά.

Οι απαντήσεις αξιολογούνται και περιλαμβάνονται στα μηνιαία δελτία του Ινστιτούτου. Το υλικό αυτό έχει αποτελέσει τη βάση για πολλές επιστημονικές δημοσιεύσεις και μελέτες. Επομένως, η συμμετοχή της Τοπικής Αυτοδιοίκησης σε αυτή τη διαδικασία είναι σημαντική και γι’ αυτό πρέπει να χαρακτηρίζεται από όσο το δυνατόν μεγαλύτερη αντικειμενικότητα.

Για τη καλύτερη αξιολόγηση των μακροσεισμικών δεδομένων συντάσσονται χάρτες ισοσείστων. Οι ισόσειστες καμπύλες συνδέουν περιοχές που είχαν ίδιες βλάβες ή άλλες επιπτώσεις από το ίδιο σεισμό.

Η μορφή των ισοσείστων εξαρτάται από τον μηχανισμό γένεσης του σεισμού, από το βάθος της εστίας, το είδος των πετρωμάτων που μεσολαβεί από την εστία έως τον κάθε τόπο χωριστά και την απόσβεση που αυτά προκαλούν στα διερχόμενα σεισμικά κύματα, από το έδαφος θεμελίωσης και από τον τρόπο κατασκευής των κτιρίων.

Η περιοχή που η ένταση του σεισμού έχει την μέγιστη τιμή ονομάζεται πλειόσειστη περιοχή και το κέντρο της περιοχής αυτής, μακροσεισμικό επίκεντρο. Το μακροσεισμικό επίκεντρο δεν συμπίπτει πάντοτε με το μικροσεισμικό επίκεντρο, ιδίως στους σεισμούς βάθους. Η μέγιστη ένταση του σεισμού λέγεται επικεντρική ένταση και παριστάνεται με το Ιο. Μεταξύ του μεγέθους και της έντασης ενός σεισμού ισχύουν στατιστικές σχέσεις της μορφής Ιο = α + βΜ όπου α, β είναι σταθερές. Για τους επιφανειακούς σεισμούς του ελληνικού χώρου βρέθηκαν οι τιμές α= -0,93 και β=1,43 (Παπαζάχος & Παπαιωάννου, 1997).

Μια συνολικότερη αποτίμηση των επιπτώσεων των σεισμών έδειξε ότι οι σεισμοί μεσαίας έντασης (VII-VIII) προκαλούν αθροιστικά περισσότερες ζημιές, γιατί είναι συχνοί. Οι σεισμοί που γίνονται στις μέρες μας προκαλούν μεγαλύτερες ζημιές απ΄ ότι οι παλιότεροι, λόγω της μεγάλης καθ΄ ύψος ανάπτυξης των κτιρίων και της τρωτότητας που παρουσιάζουν τα ψηλά αυτά κτίρια σε κάποια απόσταση από το επίκεντρο (40-100km.), αλλά και από την επέκταση των μεγάλων πόλεων σε επικίνδυνα εδάφη.

Η οικονομική αποτίμηση των ζημιών που προκάλεσαν οι σεισμοί του Φεβρουαρίου - Μαρτίου 1981 στις Αλκυονίδες νήσους, μεταφράζεται σε 45 δις. Δρχ. Το κόστος σε ανθρώπινες ζωές είναι αντιστρόφως ανάλογο προς το επίπεδο οικονομικής ανάπτυξης, ενώ το αντίθετο συμβαίνει ως προς το κόστος των καταστροφών στις διάφορες κατασκευές, παρά την βελτίωση της κατασκευαστικής τεχνικής.

Στα πρώτα 3/4 του 20ού αιώνα οι νεκροί από τα διάφορα καταστροφικά φαινόμενα έφτασαν τα 4.6 εκατομμύρια. Από αυτούς τα 2.7 εκατομμύρια πέθαναν από σεισμούς.