The Geology of Fault Lines: A brief review

קווי Fault הם שברים ב- Earth & #x2019; קרום שבו אבני הסלע עברו זה את זה.אזורים אלה מצטברים לחץ טקטוני במשך עשרות שנים או מאות שנים, וכאשר הלחץ עולה על העוצמה החיכוך של הסלעים, האנרגיה משוחררת לפתע רעידת אדמה. בעוד שרוב תנועות האשמה מתרחשות באופן טבעי כחלק מ tectonics, פעילויות אנושיות יכולות להשפיע הן על גודלן והן על אירועים סיסמיים במסגרות מסוימות.

אזורי Fault אינם משטחים פשוטים אלא רשתות מורכבות של סלע שבור שיכול להאריך קילומטרים רבים מתחת לפני השטח.הסן אנדראס פונו בקליפורניה, נורת' ⁇ n Fault בטורקיה, ואת ה-אלפים בניו זילנד הם בין הדוגמאות המלומדות ביותר.הבנת הגיאומטריה וההתנהגות של תקלות אלה חיונית להערכת כיצד ההתפתחות העירונית עשויה להשפיע על יציבותם ועיצוב מבנים שיכולים לעמוד בפני תנועות צפויות.

כיצד שילוב פיתוח עירוני עם קווי Fault

הרחבת הערים לאזורים פעילים מבחינה סיסמית מציגה מספר מנגנונים שיכולים לשנות את תנאי הלחץ על תקלות בקרבת מקום.שינויים הנגרמים על ידי אדם אלה נבדלים מתהליכים טקטוניים טבעיים, אך הם יכולים לתרום לתקלות בדרכים שהן קשות ולעתים מסוכנות.

מיצוי מים וסובייקנס

המשאבה בקנה מידה גדול של מים קרקעיים מקוויפר יכול לגרום פני השטח הקרקע כדי subside, שינוי חלוקת הלחץ על תקלות בסיסיות. בעמק סנטה קלרה קליפורניה, עשרות שנים של משיכת מים קרקע הורידה את פני השטח על ידי כמה מטרים, וסביר להניח השפיע הלחץ על תקלות הייוורד וסן אנדריאס. כאשר הלחץ פויר יורד עקב החילוץ, הלחץ היעיל על מטוסים עלול להשתנות, פוטנציאל להביא כמה שיותר קרוב יותר כישלונות.

לעומת זאת, כאשר מי הקרקע הוא טעון מלאכותי או כאשר המאגרים מלאים, המשקל הנוסף הלחץ הנקבובי מוגבר יכול לפתות מטוסים פגומים.תופעה זו, המכונה סיסמיות מחוספסת מאגר, תועדו באתרי סכר ברחבי העולם. סכר Koyna בהודו ו סכר הקראיבה בזמביה הם דוגמאות ידועות היטב שבו מילוי המאגר עם פעילות רעידת אדמה מוגברת.

הזרקת פלוריד וטיפוח הסיסמית

הזרקת נוזלים לתוך תת-קרקעית של סילוק מים, מערכות גיאותרמיות משופרות, או שבירה הידראולית יכולה לגרום ישירות לרעידות אדמה.כאשר לחץ נוזלי עולה בתוך אזור תקלות, הוא מפחית את הלחץ הרגיל היעיל שמחזיק את האשמה נעולה, ומאפשרת לו להחליק בסףי לחץ נמוכים יותר.מנגנון זה נחקר באופן נרחב באוקלהומה, שם עלייה דרמטית בשיעורי רעידת אדמה בין 2009 ל-2016 נקשרה לאספקת מים ופעולות גז.

מחקר שנערך על ידי הסקר הגיאולוגי של ארה"ב הראה כי אפילו שינויים קטנים בלחץ הנקבובי יכולים לגרום להחליק על תקלות שכבר לחוצים ביקורתיות.המשתנים המרכזיים כוללים את נפח וקצב ההזרקה, הקרבה לפגמים פעילים, ואת הכדאיות של היווצרות הסלע. מסגרות רגלטורי בכמה מדינות בארה"ב דורשות כעת מפעילי לפקח על נפחי ההזרקה ולצמצם את הסיכון לסילוקיזם המושרה.

משקל של מגה-קלאס

ככל שהאוכלוסיות העירוניות צומחות, מסת ה-Sheer של מבנים, תשתיות וחומר ממלאות עומס נוסף על כדור הארץ & #x2019; בעיירות החוף שנבנו על אגן סימנטארי, כגון טוקיו, ג'קרטה ומקסיקו סיטי, המשקל המשולב של התפתחות עירונית יכול לגרום קומפקטיות שונה ולשנות את תחומי הלחץ בעומק.

מחקרים מודלים נומריים מצביעים על כך ששינויים בלחץ העירוניים הם בדרך כלל על סדר הקילופות לכמה עשרות קילופות, בעוד שעומס טקטוני טיפות במהלך רעידות אדמה הם בטווח של מגה-פאסקליות. עם זאת, באזורים שבהם המטענים כבר ליד כישלון, אפילו טורחות קטנות יכולות לקדם את תזמון רעידת אדמה על ידי שנים או עשורים.

מסמכים של פעילות אנושית-ממוסדת

כמה דוגמאות מלומדות היטב ממחישות את הקשר בין פעילות אנושית לבין התרחשות רעידת האדמה.מקרים אלה מספקים שיעורים חשובים עבור מתכננים עירוניים וקובעי מדיניות הפועלים באזורים סיסמיים.

The Rock Mountain ארסנל

אחת הדוגמאות המוקדמות והמפורסמות ביותר של סיסמיות המושרה התרחשה בארסנל הר רוקי ליד דנוור, קולורדו. בשנות ה-60, הצבא האמריקאי הזריק פסולת מייצור נשק כימי לתוך עמוק.בבשנים הבאות, סדרה של רעידות אדמה פגעה באזור, עם גודל ההגעה הגדול ביותר 5.3 מדענים קבע מאוחר יותר כי הזריקה הפחיתה חיכוך על תקלה לא ידועה, מה שגרם למקרים חמורים אלה להזרקה הובילה לתקנות הסריבהלמטיות עמוקות.

אוקלהומה & #x2019; רעידת אדמה נשגב

בין 2009 ל-2016, אוקלהומה חוותה חתך חסר תקדים באזור ו-#x2019; ההיסטוריה המתועדת של המדינה הגיעה מממוצע של רעידת אדמה בגודל 3 או 2 גדול יותר בשנה למאות מדי שנה. חוקרים מהסקר הגיאולוגי של ארה"ב והסקר האוקלהומה הגיאולוגי קשר את העלייה הזו לרשות כמויות גדולות של מים מלוחים המיוצרים במהלך הפקת נפט וגז.

בתגובה, הרגולטורים יישמו מערכות אור תנועה עבור בארות הזריקה, צמצום כרכים באזורים של סיסמיות גבוהה.שיעורי רעידת אדמה ירד משמעותית לאחר 2016, לאשר את הקשר בין פעולות סילוק לבין הפעלת תקלות.פרק זה נשאר הדוגמה המלומדת ביותר של סיסמיות מושרה בארצות הברית, ויש לו הנחיות מושכלות לפעילות הזרקת ברחבי העולם.

Reservoir-Triggered Seismicity at Dam Sites

מילוי המאגרים הגדולים נקשר לפעילות רעידת אדמה מוגברת במקומות רבים ברחבי העולם. סכר קוינה במערב הודו, הושלם בשנת 1964, מלווה במשכיות מתמשכת, כולל רעידת אדמה בגודל 6.3 רעידות אדמה בשנת 1967 שגרמו נזק משמעותי ואובדן החיים.העומס המאגר ומיזוג הלחץ הנקבובי לאזורי האשמה הם באחריות.

בדומה לכך, ה- Zipingpu Reservoir בסין נחקר על תפקידה הפוטנציאלי בקידום רעידת האדמה Wenchuan 2008 (הידועה 7.9), בעוד רעידת האדמה הייתה בעיקר טקטונית, כמה דגמים מציעים כי עומסי מאגר ומחזורים לא עומס עשויים להאיץ את הכישלון של מערכת ה-Longmenshan.מקרים אלה מדגישים את החשיבות של הערכות גיאוכאיות מפורטות לפני בניית סכרים גדולים באזורים פעילים מבחינה סיסמית.

סיכון לתשתיות ולחיים אנושיים

בניית ערים באזורי סיסמי מציגה מגוון של סיכונים המשתרעים מעבר ללחיצת הקרקע הישירה.הבנת הסיכונים הללו חיונית לפיתוח אסטרטגיות הקטנת יעילות.

בניית קולנס וסול ליקפוזה

תכנון בנייה ובניית אי-הבנה הם הגורמים העיקריים של מקרי מוות רעידת האדמה.כאשר גלים סיסמיים עוברים דרך עיר, מבנים שאינם מונדסים כדי לנתק אנרגיה או לעמוד בכוחות מאוחרים יכולים להיכשל באופן קטסטרופלי. רעידת האדמה של 2010 האיטי (הידועים 7.0) הרגו כ-160 אלף בני אדם, בעיקר בשל קריסת המבנה הבלתי-מרוסי והמבנים הבטניים של 207.8S) שנחשפה באסון הגולגולתי (הרסמה ו-50,000 קורבנות) וגרם על פני האדמה הניאקדמית האדמה הני) ו-50,000 הרוגים.

Soil Liquefaction הוא עוד סיכון גדול באזורים עירוניים שנבנו על משקעים רופפת, רווי מים. במהלך רעד חזק, הקרקע מאבדת את כוחה ומתנהגת כמו נוזל, גרימת מבנים להטיה, הכיור, או התמוטטות.תופעה זו נצפו באופן דרמטי רעידת האדמה Niigata 1964 ביפן וב רעידת האדמה של סטוצ'רץ'י בשנת 2011 בניו זילנד.

אכזבות כלכליות וחברתיות

ההשלכות הכלכליות של רעידות אדמה באזורים עירוניים יכולות להיות מזעזעות. רעידת האדמה של צפוןרידג' 1994 בקליפורניה גרמה ל- 40 מיליארד דולר לנזקים, למרות היותה אירוע מתון (הידועה 6.7) רעידת האדמה וטוהוקו ב-2011 וצונאמי ביפן גרמו להפסדים של יותר מ-200 מיליארד דולר וגרם אסון גרעיני בפקושימה.

הפרעה חברתית יכולה להימשך שנים לאחר רעידת אדמה גדולה.מחסור בשיכון, אובדן של פרנסות וטראומה פסיכולוגית משפיעים על קהילות שלמות.האוכלוסיות הפגיעות ביותר, כולל משקי בית בעלי הכנסה נמוכה והתנחלויות לא רשמיות, לעתים קרובות לשאת את הנטל הכבד ביותר כי הם חיים במבנים שאינם בנויים על קרקע בסיכון גבוה.

אסטרטגיות הנדסיות ותכנון לאזורים סיסמית

צמצום הסיכונים הקשורים לפיתוח העירוני באזורים סיסמיים דורש שילוב של תקני הנדסה, מדיניות שימוש בקרקע ומעורבות קהילתית.כמה אסטרטגיות מוכחות ניתן להתאים לתנאים המקומיים.

קודי בנייה סיסמית ו-Refitting

קודי בניין מודרניים, כגון קוד הבניין הבינלאומי (IBC) וקוד התקני בניין קליפורניה, דורשים מבנים להתנגד לרמות מוגדרות של רעידות אדמה המבוססות על מפות סיכונים סיסמיים.קודים אלה מנדטים פרטים, חיזוק הולם ועיצוב בסיס הולם.עם זאת, יעילות הקודים תלויה באכיפה קפדנית, אשר כבר לא עקבית באזורים עירוניים רבים במהירות.

החלת מבנים קיימים חשובה באותה מידה, במיוחד עבור מבנים ישנים שנבנו לפני קודים מודרניים אומץ.בניינים סופניים, אשר יש רצפות קרקע חלשות המשמשות חניה או קמעונאית, הם פגיעים במיוחד והם המוקד של תוכניות רטרופיט בערים כמו סן פרנסיסקו ו לוס אנג'לס.טכניקה כוללים הוספת קירות Shear, מסגרות רגע פלדה ומערכות בידוד המאפשרות בניין לנוע באופן עצמאי של הקרקע.

Land-Use Zoning ו-Fault Setbacks

זיהוי ומיפוי של עקבות אשמה פעילים הוא צעד יסודי בתכנון השימוש הקרקעי הססוציאל-תחומים רבים האוסרים או מגבילים בנייה במרחק מסוים של תקלות פעילות ידועות בקליפורניה ו-#x2019; אלקטורט-פירולו רעידת אדמה Fault Act, שנחקק לאחר רעידת האדמה של סן פרננדו, דורש חקירות גיאולוגיות לפני פיתוח אזורי אשמה מוגדרים ואוסרת בנייה על פני תקנות דומות קיימות בניו זילנד, יפן וחלקים מאירופה.

מרחקי סטיגה משתנים בהתאם לסוג השגיאה, שיעור החלקה, ואת החשיבות של המבנה.עבור מתקנים קריטיים כגון בתי חולים, בתי ספר ומרכזי תגובה חירום, תשואות גדולות יותר דרישות הנדסיות מחמירות מוחלות בדרך כלל. integrating מפות שגויות לתוך תוכניות אמן עירוני עוזר להנחות את הפיתוח מן האזורים מסוכנים ביותר ומפחית את הצורך באמצעי הפחתה יקרים מאוחר יותר.

מערכות אזהרה ובדיקות

מערכות אזהרה מוקדמת (EEW) משתמשות ברשתות של חיישנים סיסמיים כדי לזהות את גלי האדמה הראשונים של רעידת אדמה ונושא התראות לפני ש-S-waves חזקים יותר מגיעים ליפן & #x2019; מערכת EEW ארצית, מבצעית מאז 2007, סיפק בהצלחה שניות לעשרות שניות של אזהרה לציבור, רכבות, ומתקני תעשייה.

ניטור עיוות קרקעי באמצעות GPS ו- InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) מספק נתונים משלימים על הצטברות זנים לאורך תקלות. ניטור רציף מאפשר למדענים לזהות מגמות יוצאות דופן שעשויות להצביע על סיכון ססיסטי מוגבר וכדי לחדד הערכות סיכונים לאורך זמן. טכנולוגיות אלה הופכות להיות נגישות יותר ויותר משולבות במערכות ניהול עירוניות באזורים פעילים סיסמית'.

תפקידה של מדיניות ציבורית ומוכנות קהילתית

פתרונות טכניים לבד אינם מספיקים כדי לנהל את הסיכון הססיסטי.המדיניות הציבורית יעילה ותרבות של מוכנות חיונית לתרגום ידע לפעולה.

ממשלות בכל הרמות יש אחריות להקים ולאכיפת תקני בטיחות סיסמיים, להשקיע בתשתיות עמידות, ולתמוך במחקר בתחום המדע וההנדסה. ההשקעה הציבורית בשיקום בתי ספר, בתי חולים, וקשרי תחבורה קריטיים יכולים לספק הטבות כי הרבה מעבר לעלויות כאשר רעידת אדמה גדולה מתרחשת.סוכנות ניהול חירום פדרלית (FE) מעריכה כי כל דולר שהוצא על סיכון לחסוך שישה דולרים בממוצע בעלויות אסון.

חינוך קהילתי ותוכניות המוכנות מעצימים אנשים ומביתיים לנקוט פעולות הגנה.תרגילים כגון שקדן הגדול, הכולל מיליוני משתתפים במדינות ברחבי העולם, ללמד את הירידה, הכיסוי, ולקיים תגובה ולעודד משפחות להכין ערכות חירום ותוכניות.בתחומים בסיכון גבוה, בתי ספר ומקומות עבודה צריכים לבצע תרגילים קבועים ותהליכי בדיקה.

מנגנוני ביטוח ממלאים תפקיד גם בחוסנות פיננסית. במדינות רבות של רעידת אדמה, כולל יפן, ניו זילנד וארצות הברית, תוכניות ביטוח ייעודיות או בריכות לספק כיסוי להפסדים סיסמיים.עם זאת, שיעורי ההשתתפות בארצות הברית נמוכים, עם רק 10% מבעלי הבתים בקליפורניה נושאים מדיניות ביטוח רעידת אדמה.

מבט קדימה: אורבניזציה בת קיימא באזורים אקטיביים של Tectonic

ההתכנסות של אורבניזציה מהירה והסיכונים הסיסמית היא אחד האתגרים המכוננים של המאה ה-21. עד שנת 2050, יותר משני שליש מהעולם ו-#x2019; אוכלוסייתם צפויה לחיות בערים, ורבים מהתחומים העירוניים הצומחים המהירים ביותר ממוקמים באזורים פעילים מבחינה טקטית, כולל החזית ההימלאיה, האנדים, דרום מזרח אסיה, מזרח אסיה, ומזרח אפריקה.

אורבניזציה בת קיימא באזורים אלה דורש שינוי פרדיגמטי מתגובה לאסון תגובתי לניהול סיכונים פרואקטיביים.זה כולל שילוב הערכות של סיכונים סיסמיים לכל השלבים של תכנון עירוני, מאסטרטגיות לפיתוח אזוריות ועד היתרי בנייה בודדים.החלטות לשימוש בקרקע צריכות להיות מיודעות על ידי המדע הזמין ביותר, כולל מפות רזולוציה גבוהה, מודלים של סיכון סיברליסטי, ופגיעות של מבנים קיימים.

פתרונות הנדסיים חדשניים, כגון מבנים מרוכזים עצמיים, מכשירים מעצימים אנרגיה, ומערכות תשתית עירונית גמישה, מפותחים ומופצים במרכזי הנדסה של רעידת אדמה מובילים.עם זאת, טכנולוגיות אלה חייבות להיות מותאמות להקשרים מקומיים והופכים לזמין לאימוץ נרחב.שיתוף פעולה בינלאומי וידע, בסיוע ארגונים כגון קרן רעידת האדמה העולמית (GEM) ומכון המחקר, יכולים להאיץ תהליך זה.

בסופו של דבר, בניית ערים בטוחות יותר על קווי אשמה פעילים היא מאמץ קולקטיבי הדורש מחויבות מתמשכת ממדענים, מהנדסים, מתכננים, קובעי מדיניות והציבור.הלקחים של רעידות אדמה קודמות, ומההבנה הגוברת של הסיסמיתות המושרה האנושית מספקים מפת דרכים ברורה. Acting על הידע הזה הוא באחריותו של כל בעל מניות המעורב בעיצוב הסביבה העירונית.

מקור:0 (ב) 1

  • (ב) [15] ,9.10.1913) , ⁇ ⁇
  • (ב) [15] [15] [15]
  • (ב) ETH ציריך סיאולוגיה וגיאודינמיקה של גלנמיך 1
  • (ב) ◄ מודל רעידת האדמה העולמי (אנ')
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇