Σεισμοί

Γενικά

Τι είναι ο σεισμός

Σεισμός είναι το φυσικό φαινόμενο της δόνησης του εδάφους που δημιουργείται κατά τη διατάραξη της μηχανικής ισορροπίας των πετρωμάτων που βρίσκονται στο εσωτερικό της γης., από φυσικές αιτίες. Η ερμηνεία του φαινομένου αυτού σύμφωνα με τον Αμερικανό σεισμολόγο Reid(1910) είναι ότι λόγο των διαφόρων φυσικών αιτιών στο εσωτερικό της γης, τα πετρώματα βρίσκονται ύπο την επίδραση συνεχών τάσεων που συντελούν στην ελαστική παραμόρφωση τους και τη συσσώρευση μέσα σε αυτά τεραστίων ποσών δυναμικής ενέργειας. Όταν το μέτρο των ασκούμενων σε ένα πέτρωμα τάσεων υπερβεί μια ορισμένη τιμή η οποία εξαρτάται από τις φυσικές ιδιότητες του πετρώματος, τότε αυτό παύει να είναι συνεκτικό και διαχωρίζεται σε δύο τεμάχια μεταξύ των οποίον λαμβάνει χώρα μια απότομη, σχετική μεταξύ τους κίνηση-ανάπαλση. Η επιφάνεια ως προς την οποία κινούνται τα δύο τμήματα του πετρώματος καλείται σεισμικό ρήγμα . Kατά τη διάρκεια της ολίσθησης αυτής, διαταράζεται η ισορροπία του πετρώματος και η αποθήκευση σε ορισμένο όγκο ελαστική ενέργεια παραμόρφωσης μετατρέπεται σταδιακά σε κινητική ενέργεια, θέτοντας τη μάζα του πετρώματος σε ταλάντωση που διαδίδεται σε μεγάλες αποστάσεις μέσα από τους διάφορους γεωλογικούς σχηματισμός σαν σεισμικό κύμα

Με την σεισμική δόνηση η συσσωρεμένη δυναμική ενέργεια που υπάρχει μετατρέπεται σε κυματική. Τα σεισμικά κύματα που δημιουργούνται, από το κέντρο του σεισμού, ταξιδεύουν προς την επιφάνεια.

Είδη Σεισμικών Κυμάτων

Σεισμικά κύματα είναι τα ελαστικά κύματα που παράγονται με φυσικό ή τεχνητό τρόπο μέσα ή πάνω στην επιφάνεια της Γης και διαδίδονται μέσα σ' αυτήν. Υπάρχουν διάφορα είδη σεισμικών κυμάτων. Για την μελέτη της διάδοσης των σεισμικών κυμάτων γίνονται διάφορες υποθέσεις που αφορούν στις ιδιότητες των πετρωμάτων της Γης. Οι πιο βασικές από τις υποθέσεις αυτές είναι:

Α) Τα πετρώματα ,μέσα στα οποία διαδίδονται τα σεισμικά κύματα, έχουν απόλυτα ελαστικές ιδιότητες δηλαδή , η παραμόρφωση που παθαίνουν κατά την διέλευση των κυμάτων είναι γραμμική συνάρτηση της τάσης
Β) Τα πετρώματα είναι ισότροπα, δηλαδή οι ελαστικές τους ιδιότητες είναι ίδιες προς όλες τις διευθύνσεις και
Γ) Οι σχετικές μεταθέσεις των υλικών σημείων κατά την ταλάντωση είναι απειροστές.
Η διάδοση των σεισμικών κυμάτων στο εσωτερικό της Γης εξαρτάται από την πυκνότητα και τις ελαστικές σταθερές των σωμάτων στα οποία διαδίδονται.
Τα σεισμικά κύματα διακρίνονται σε δυο μεγάλες κατηγορίες:

  • Στα κύματα χώρου,που διαδίδονται προς κάθε διεύθυνση τόσο στα επιφανειακά στρώματα της Γης, όσο και στα βαθύτερα στρώματα αυτής μέχρι το κέντρο της. Τα κύματα χώρου διακρίνονται σε:
    • Διαμήκη κύματα,ή κύματα P(primary), που μοιάζουν με τα ηχητικά κύματα, διαδίδονται σε όλες τις καταστάσεις της ύλης και τα μόρια ταλαντώνονται κατάτην διεύθυνση της διάδοσης του κύματος.
    • Εγκάρσια κύματα,ή κύματα S(secondary), που διαδίδονται μόνο στα στερεά και τα μόρια του ελαστικού μέσου ταλαντώνονται κατά διεύθυνση κάθετη στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος.
    Τα S και Ρ διαφέρουν ακόμα και στην ταχύτητα διάδοσής τους.
  • Στα επιφανειακά κύματα που δεν διαδίδονται προς όλες τις διευθύνσεις, αλλά ακολουθούν ορισμένα στρώματα του επιφανειακού, βασικά, τμήματος της Γης. Τρία είναι βασικά τα είδη των επιφανεικών κυμάτων: τα κύματα Rayleigh, τα κύματα Love και τα κύματα Stonley. Τα δυο πρώτα ακολουθούν την επιφάνεια της Γης και συνήθως γράφονται με μεγάλα πλάτη από τα σεισμόμετρα, ενώ τα Stonley ακολουθούν επιφάνειες ασυνέχειας μέσα στη Γη και δεν διακρίνονται εύκολα στις σεισμικές αναγραφές. Εκτός από τις δύο αυτές μεγάλες κατηγορίες κυμάτων, υπάρχουν και άλλα είδη κυμάτων που αποτελούν συνδυασμό αυτών που αναφέρθηκαν παραπάνω. Τέτοια κύματα είναι τα διαυλικά κύματα.
Η ταχύτητα διάδοσης κάθε κύματος είναι Up=3,4km/s και ο λόγος των ταχυτήτων είναι Up/Us=3^0.5

Πώς εντοπίζεται το επίκεντρο ενός σεισμού

Τα κύματα P διαδίδονται με διαφορετική ταχύτητα από τα S. Έτσι στα όργανα καταγραφής των σεισμικών κυμάτων, επειδή τα Ρ φτάνουν πιο γρήγορα από τα S, εμφανίζεται μια χρονική διαφορά ανάμεσα στην αρχή της καταγραφής του Ρ και στην αρχή του δεύτερου κύματος, του S, που διαφέρει από το πρώτο σε πλάτος και συχνότητα. Αυτή η διαφορά μας επιτρέπει, με κατάλληλο αλγόριθμο, να υπολογίσουμε την απόσταση ανάμεσα στο επίκεντρο και στον τόπο καταγραφής. Βέβαια με σεισμογράφο από ένα μόνο σταθμό δεν μπορούμε να εντοπίσουμε το επίκεντρο του σεισμού, αλλά μόνο την ακτίνα της περιφέρειας ,με κέντρο το σταθμό καταγραφής, πάνω στην οποία βρίσκεται το επίκεντρο. Αν όμως γνωρίζουμε τις επικεντρικές αποστάσεις από τρεις μακρινούς σταθμούς, μπορούμε, χαράζοντας τρεις κύκλους με κέντρα τους σταθμούς και ακτίνα την αντίστοιχη επικεντρική απόσταση, να βρούμε την τομή των τόξων αυτών, που ορίζουν το επίκεντρο.

Οι σεισμοί στην αρχαιότητα

Στην αρχαιότητα ο κάθε λαός προσπαθούσε να ερμηνεύσει την γέννηση των σεισμών σύμφωνα με τις γνώσεις και τις παραστάσεις τους . Ο Εγκέλαδος για τους αρχαίους Έλληνες, ένα γατόψαρο για τους αρχαίους Ιάπωνες ή κάποιες χελώνες που διαφωνούσαν, για τους Ινδούς, ήταν οι αιτίες των σεισμών. Μια εξίσου διαδεδομένη άποψη ήταν η θεοκρατική άποψη, που έκανε τους ανθρώπους να πιστεύουν ότι ο σεισμός ήταν μια θεόσταλτη τιμωρία για ορισμένες πράξεις τους. Πρώτος ο Αριστοτέλης προσπάθησε να μελετήσει τους σεισμούς με επιστημονικό τρόπο. Σύμφωνα με αυτά μπορούμε να καταλάβουμε ότι οι άνθρωποι από τα πολύ παλιά χρονιά, ήξεραν για τους σεισμούς, ζούσαν με τους σεισμούς και προσπαθούσαν να τους εξηγήσουν και να τους αντιμετωπίσουν.

Οι σεισμοί σήμερα

Το τράνταγμα, η κίνηση του εδάφους που οφείλεται στη θραύση πετρωμάτων,είναι το στιγμιαίο αποτέλεσμα μιας μακροχρόνιας διαδικασίας συσσώρευσης δυναμικής ενέργειας σε καταπονούμενες περιοχές της λιθόσφαιρας. Είναι ένα φυσικό φαινόμενο που μπορεί να προκαλέσει πολλές απώλειες τόσο σε ανθρώπινο δυναμικό όσο και σε υλικά αγαθά.

Δομή του εσωτερικού της γης

Η Γη αποτελείται από τρία διαφορετικά στρώματα το φλοιό,
το μανδύα και τον πυρήνα, που έχουν συνολικό πάχος 6.370km
περίπου Ο φλοιός αποτελεί το στερεό εξωτερικό περίβλημα της γης.
Διακρίνεται σε δύο διαφορετικά είδη, τον ηπειρωτικό και τον ωκεάνιο.
Το μέσο πάχος του ηπειρωτικού είναι περίπου 35km,
κάτω όμως από τις μεγάλες οροσειρές μπορεί
να φτάσει τα 60 - 70km.
Το μέσο πάχος του ωκεάνιου είναι 7km. Ακολουθεί ο μανδύας,
το αμέσως επόμενο στρώμα και φτάνει μέχρι το βάθος των 2900 km.
Η επιφάνεια που χωρίζει το φλοιό από τον μανδύα,
είναι γνωστή με το όνομα Mohorovicic.
Κάτω από το μανδύα υπάρχει ο πυρήνας που φτάνει έως το κέντρο της γης.
Ο πυρήνας διακρίνεται σε εξωτερικό (υγρή/ρευστή κατάσταση) και σε εσωτερικό (στερεή κατάσταση).



To δύσκαμπτο τμήμα που αποτελείται από το στερεό φλοιό και μέρος του στερεού ανώτερου μανδύα λέγεται λιθόσφαιρα, και έχει πάχος περίπου 80km ενώ το τμήμα που βρίσκεται κάτω από την λιθόσφαιρα ονομάζετε ασθενόσφαιρα.




Πως γεννιέται ένας σεισμός

Οι λιθοσφαιρικές πλάκες ολισθαίνουν πάνω στο παχύρρευστο μανδυακό υλικό (ασθενόσφαιρα) πραγματοποιώντας μεταξύ τους κινήσεις . Τα αίτια κίνησής τους συχνά οφείλονται στις οριζόντιες εφαπτομενικές κινήσεις που ασκούνται στον πυθμένα τους από τα θερμικά ρεύματα μεταφοράς τα οποία δημιουργούνται στον ασθενοσφαιρικό μανδύα. Η θεωρία που ερμηνεύει τους σεισμούς και άλλα γεωλογικά φαινόμενα σαν σύνολο, σχετίζονται με την ενεργή τεκτονική δράση η οποία περιγράφει την κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών. Στις περιοχές που αποκλίνουν οι λιθοσφαιρικές πλάκες -μεσοωκεάνιες ράχεις- θερμό ασθενοσφαιρικό υλικό βγαίνει στην επιφάνεια, ψύχεται, στερεοποιείται, με αποτέλεσμα τη δημιουργία νέων λιθοσφαιρικών στρωμάτων κατά μήκος των δύο πλευρών των ράχεων. 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 μέχρι να λιώσει η πρώτη μέσα στο θερμό μανδυακό υλικό με αποτέλεσμα την καταστροφή του λιθοσφαιρικού υλικού. Η δημιουργία νέου ωκεάνιου φλοιού στις μεσοωκεάνιες ράχεις αντισταθμίζεται με την καταστροφή αντίστοιχης ποσότητας στις περιοχές σύγκλισης πλακών και έτσι η συνολική επιφάνεια της Γης παραμένει αμετάβλητη. Η σχετική κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών έχει ως αποτέλεσμα την αργή παραμόρφωση των πετρωμάτων στις παρυφές τους. Αυτό οδηγεί στην συσσώρευση τεράστιων ποσών δυναμικής ενέργειας(ενέργεια ελαστικής παραμόρφωσης πετρωμάτων), στα πετρώματα που βρίσκονται κοντά σε αυτές τις περιοχές 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.


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

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.



Είδη Σεισμών

Οι σεισμοί κατατάσσονται σε τρεις μεγάλες κατηγορίες:
  • τους Εγκατακριμνησιγενείς,

  • τους ηφαιστειογενείς και

  • τους τεκτονικούς.

Εγκατακρημνησιγενείς Σεισμοί

Εγκατακριμνησιγενείς είναι οι σεισμοί που πραγματοποιούνται από την πτώση μεγάλων πετρωμάτων πάνω στη Γη λόγω βαρύτητας. Τα πετρώματα αυτά είναι συνήθως οροφές διαφόρων σπηλαίων που πέφτουν και τους προκαλούν. Οι σεισμοί αυτοί έχουν μικρό μέγεθος και διαρκούν τόσο χρονικό διάστημα όσο απαιτείται για την πτώση των πετρωμάτων. Επιπλέον είναι τοπικοί σεισμοί και καλύπτουν το 3% περίπου των σεισμών που πραγματοποιούνται πάνω στη Γη.

Ηφαιστειογενείς Σεισμοί

Οι ηφαιστειογενείς σεισμοί προηγούνται των ηφαιστειακών εκρήξεων ή και τις συνοδεύουν. Η αιτία που τους προκαλεί πιστεύεται ότι είναι η απελευθέρωση των αερίων του μάγματος το οποίο τροφοδοτεί τα ηφαίστεια μέσα από τους πόρους ή τις ρωγμές που φτάνουν έως και την επιφάνεια της Γης. Οι ηφαιστειογενείς σεισμοί είναι και αυτοί κυρίως μικροί σεισμοί οι οποίοι έχουν την εστία τους σε μεγάλη απόσταση από το ηφαίστειο αλλά με την πάροδο του χρόνου πλησιάζει συνέχεια προς αυτό με όλο και μικρότερο βάθος, ενώ ταυτόχρονα γίνονται συχνότεροι. Το μέγεθός τους γενικά εξαρτάται από την αντίσταση που συναντάει το μάγμα κατά την ανύψωσή του προς την επιφάνεια της Γης. Οι ηφαιστειογενείς σεισμοί καλύπτουν το 7% περίπου του συνολικού αριθμού των σεισμών που πραγματοποιούνται στον πλανήτη μας.

Τεκτονικοί σεισμοί

Τέλος έχουμε τους τεκτονικούς σεισμούς που είναι και η μεγαλύτερη κατηγορία των σεισμικών δονήσεων. Οι σεισμοί αυτοί έχουν συνήθως μεγάλο μέγεθος και η εστία τους μπορεί να βρίσκεται σε βάθος 700 χιλιομέτρων από την επιφάνεια της Γης. Είναι οι μεγάλοι σεισμοί που πραγματοποιούνται στον πλανήτη μας. Καλύπτουν περίπου το 90% των σεισμικών δονήσεων σε ολόκληρο τον κόσμο. Στην πατρίδα μας, η οποία έχει πολύ έντονο σεισμικό πρόβλημα, όλοι σχεδόν οι σεισμοί είναι τεκτονικοί εκτός από ελάχιστες εξαιρέσεις όπου οι σεισμοί είναι κατακριμνησιγενείς. Πάνω από την εστία του σεισμού η κίνηση είναι κατακόρυφη, ενώ καθώς απομακρυνόμαστε, η κατακόρυφη κίνηση μικραίνει και μεγαλώνει η οριζόντια. Έτσι εξηγείται ότι εκείνος ο οποίος βρίσκεται κοντά στην εστία του σεισμού θα παρατηρούσε μια κατακόρυφη κίνηση πάνω-κάτω ή αντίθετα, ενώ εκείνος ο οποίος θα βρίσκονταν σε μεγάλη απόσταση από την εστία θα διαπίστωνε μια κίνηση πέρα-δώθε.

Ρήγματα

Στην επιφάνεια της γης υπάρχουν πολλές μικρές και μεγάλες διαρρήξεις και ονομάζονται ρήγματα. Στα ρήγματα αυτά πραγματοποιούνται σεισμοί ανά τακτά χρονικά διαστήματα. Σε περιοχές όπου υπάρχει μεγάλη σεισμική δραστηριότητα εξαιτίας της κίνησης των λιθοσφαιρικών πλακών τα ρήγματα είναι περισσότερα και μεγαλύτερα. Όταν σε ένα ρήγμα συσσωρεύεται ενέργεια, οι δυνάμεις που δημιουργούνται πιέζουν τα πετρώματα. Αν οι δυνάμεις αυτές υπερτερούν από την αντοχή του πετρώματος τότε το ρήγμα σπάζει. Στην αρχή υπάρχουν πολλά μικρά σπασίιματα που στην συνέχεια ανοίγουν μέχρι να γίνει ένα απότομο σπάσιμο σε δυο τμήματα που τρίβονται το ένα με το άλλο, έτσι έχουμε την εκδήλωση του σεισμού. Με το ρήγμα ελευθερώνεται το μεγαλύτερο μέρος της συγκεντρωμένης ενέργειας και η υπόλοιπη εκτονώνεται με τους μετασεισμούς. Έτσι έχουμε την δημιουργία ενός νέου κύκλου δηλαδή συσσώρευση-εκτόνωση που επαναλαμβάνεται. Με λίγα λόγια το ρήγμα αποτελεί μια διάρρηξη στο φλοιό της γης κατά μήκος της οποίας μπορεί να αναγνωρισθεί κίνηση των εκατέρωθεν τεμαχών

Τα ρήγματα χωρίζονται ανάλογα με τον τρόπο δημιουργίας τους στα παρακάτω είδη:

  • κανονικά ρήγματα όπου η διάρρηξη του πετρώματος κλίνει προς τα κάτω, και το πέτρωμα μετακινείται προς τα πάνω ή προς τα κάτω κατά μήκος της διάρρηξης. Στο κανονικό ρήγμα, το τέμαχος της ανώτερης πλευράς της διάρρηξης ολισθαίνει προς τα κάτω.
  • ανάστροφα ρήγματα όπου όπως και στα κανονικά ρήγματα η διάρρηξη του πετρώματος κλίνει προς τα κάτω, και το πέτρωμα μετακινείται προς τα πάνω ή προς τα κάτω κατά μήκος της. Στο ανάστροφο ρήγμα, το πέτρωμα και στις δύο πλευρές του ρήγματος συμπιέζεται ισχυρά. Οι συμπιεστικές δυνάμεις ωθούν το πάνω τέμαχος να ολισθήσει προς τα πάνω και το κατώτερο τέμαχος ωθείται προς τα κάτω.
  • ρήγματα οριζόντιας μετατόπισης(ολίσθησης) όπου η διάρρηξη εκτείνεται κατακόρυφα μέσα στο πέτρωμα και τα τεμάχη των πετρωμάτων κατά μήκος του ρήγματος ολισθαίνουν το ένα ως προς το άλλο οριζόντια.

Τα είδη των ρηγμάτων δημιουργούνται ανάλογα με τον τρόπο της κίνησης των τεμαχών τους.
Τα κανονικά ρήγματα προέρχονται από εφελκυσμό (τα δύο τεμάχη απομακρύνονται μεταξύ τους). Στα ρήγματα οριζόντιας μετατόπισης τα δύο τεμάχη μετακινούνται οριζόντια το ένα ως προς το άλλο, με αντίθετες κατευθύνσεις.




Σχηματική απεικόνιση κανονικού ρήγματος
Στον Ελληνικό χώρο, κανονικά ρήγματα παρουσιάζονται κυρίως στο εσωτερικό του τόξου, όπου επικρατούν δυνάμεις απομάκρυνσης . Με τέτοιου είδους ρήγμα συνδέεται ο σεισμός της Αθήνας (7/11/99), με αποτέλεσμα η Πάρνηθα να ανυψωθεί σε σχέση με το λεκανοπέδιο που κινήθηκε προς τα κάτω.

Σχηματική απεικόνιση της κίνησης κατά το σεισμό της Αθήνας (7/11/99). Με διακεκομμένη γραμμή σημειώνεται το σεισμογόνο ρήγμα

Τα ανάστροφα προέρχονται από συμπίεση(τα δύο τεμάχη πλησιάζουν μεταξύ τους ). Ανάστροφα ρήγματα παρατηρούνται κύρια κατά μήκος του Ελληνικού τόξου.

Σχηματική απεικόνιση ανάστροφου ρήγματος

Τα ρήγματα ολίσθησης μπορεί να είναι δεξιόστροφα ή αριστερόστροφα. Τα ρήγματα ολίσθησης είναι λίγα και παρατηρούνται στην περιοχή μεταξύ Κεφαλληνίας και Λευκάδας .Επίσης παρατηρούνται στην περιοχή του βόρειου Αιγαίου.

Σχηματική απεικόνιση ρήγματος ολίσθησης (αριστερόστροφο)

Στη φύση, τα σπασίματα συνήθως είναι συνδυασμός των πιο πάνω περιπτώσεων .Το μήκος ενός ρήγματος εξαρτάται από το μέγεθος του σεισμού.

Σχηματική απεικόνιση διαφόρων τύπων ρηγμάτων

Πολλές φορές, κατά την κίνηση των δύο τεμαχών, δημιουργείται τριβή με αποτέλεσμα να γίνεται πολύ λείο και ονομάζεται καθρέπτης του ρήγματος.

Καθρέπτης από τη ρηξιγενή ζώνη των Δελφών

Ενεργά ρήγματα

Υπάρχουν πολλοί ορισμοί για τα ενεργά ρήγματα. Ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ορισμός είναι: ενεργό ρήγμα είναι εκείνο το οποίο έχει προκαλέσει τουλάχιστον ένα σεισμό κατά τη διάρκεια των προηγούμενων δέκα χιλιάδων χρόνων (Ολόκαινο). Η ιστορική και η παλαιοσεισμολογική έρευνα βοηθούν στο χρονικό καθορισμό του τελευταίου μεγάλου σεισμού σε ένα ρήγμα. Τρία μεγάλα ρήγματα έχουν σε κλοιό την Αθήνα. Τα ενεργά ρήγματα στον χώρο της Αττικής έχουν γενική διεύθυνση Α-Δ και ΒΔ-ΝΑ με μεγαλύτερα μεγέθη στην περιοχή του Ανατολικού Κορινθιακού και δυτικού Σαρωνικού, όπου έχουν διεύθυνση περίπου Α-Δ και μικρότερα μεγέθη στην περιοχή της Βορειοανατολικής Αττικής προς τον Νότιο Ευβοϊκό κόλπο, όπου έχουν διεύθυνση περίπου ΒΔ-ΝΑ. Στο χώρο γύρω από το επίκεντρο του μεγάλου σεισμού του 1999, τα μεγαλύτερα ρήγματα είναι βόρεια του Θριάσιου Πεδίου, μήκους περίπου 15 χιλιομέτρων, το οποίο οροθετεί την Νοτιοδυτική Πάρνηθα, βόρεια της Πεντέλης στον Διόνυσο από την περιοχή της Δροσιάς έως την περιοχή της Ραφήνας μήκους περίπου 12 χιλιομέτρων και στα βόρεια της Πάρνηθας που διέρχεται από Αυλώνα - Μαλακάσα συνολικού μήκους περίπου 18 χιλιομέτρων.

Χαρακτηριστικά Ρηγμάτων

Η επιφάνεια διαρρήξεως που βρίσκεται κατά μήκος ενός ρήγματος λέγεται <<επίπεδο ρήγματος>> και η γωνία που σχηματίζει με τον ορίζοντα <<κλίση>>. Οι τυπικές τιμές κλίσης κυμαίνονται ανάμεσα στις 65° και στις 90° δηλαδή κατά κανόνα τα ρήγματα είναι πολύ απότομα.

Το Ελληνικό Ορογενετικό Τόξο

Ο Ελλαδικός χώρος αποτελεί τμήμα της αλπικής Ευρώπης, με ιδιαίτερα γεωλογικά χαρακτηριστικά τόσο σε ευρωπαϊκή όσο και σε παγκόσμια κλίμακα. Οι γεωλογικές ιδιαιτερότητες της Ελλάδας οφείλονται στη μετωπική της θέση στο πιο δραστήριο γεωλογικά τμήμα του ενεργού νότιου ηπειρωτικού περιθωρίου της ευρωπαϊκής πλάκας που προελαύνει προ Νότο, κάτω από το οποίο υποβυθίζονται τα ακραία και αρχαιότερα υπολείμματα ωκεάνιας λιθόσφαιρας της αφρικανικής πλάκας (δηλαδή του ωκεανού της Τηθύος) που κινείται προς βορρά.

Σχηματική απεικόνιση του σημερινού ελληνικού τόξου. Φαίνεται η ευρασιατική πλάκα και η υποβυθιζόμενη αφρικανική πλάκα (τα βέλη δείχνουν τη φορά της υποβύθισης) Από την ανάτηξη των πετρωμάτων της τελευταίας παράγεται μάγμα, που ανερχόμενο στην επιφάνεια δημιουργεί το τόξο των ηφαιστείων του Αιγαίου. Η προστριβή των δύο πλακών παράγει σεισμούς στα Ιόνια νησιά και στο νότιο Αιγαίο (Κρήτη, Δωδεκάνησα)










Λόγω του καμπυλόγραμμου σχήματος του, το ελληνικό τμήμα της ενεργής αυτής δομής ονομάζεται ελληνικό ορογενετικό τόξο (Hellenic orogenic arc), ή πιο απλά ελληνικό τόξο, και συνεχίζεται δυτικά με το αντίστοιχο τόξο της Καλαβρίας (νότια Ιταλία) κι ανατολικά με το τόξο της Κύπρου. Η γενική γεωμετρία του Ελληνικού τόξου χαρακτηρίζεται από μια βασική διεύθυνση ΒΔ-ΝΑ στα Ιόνια νησιά και τη δυτική Ελλάδα-Πελλοπόνησο, που κάμπτεται σε Α-Δ από τα Κύθηρα στην Κρήτη και κατόπιν γίνεται ΝΔ-ΒΑ στα Δωδεκάνησα (Κάσος, Κάρπαθος, Ρόδος) μέχρι τα ΝΔ μικρασιατικά παράλια. Η γεωμετρία αυτή αποτυπώνεται στις βασικές δομές του αλπικού τεκτονικού ιστού και σ' αυτήν οφείλεται η προσανατολισμένη διάταξη των μεγάλων οροσειρών (Πίνδος, βουνά Πελοποννήσου-Κρήτης κτλ.), χερσονήσων, νησιωτικών συγκροτημάτων κτλ. που παρατηρούμε στο χάρτη της Ελλάδας.

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.






Πρόσφατα δεδομένα γεωδαιτικών μετρήσεων από δορυφόρους έδειξαν ότι η Αφρική κινείται προς Βορρά με ταχύτητα γύρω στο 1cm/έτος, ενώ η Κρήτη (προμετωπίδα της ευρωπαϊκής πλάκας) χονδρικά προς Νότο με ταχύτητα περίπου 4 cm/έτος. Συνεπώς η συνολική ταχύτητα σύγκλισης Ευρώπης και Αφρικής στο ελληνικό τόξο φτάνει στη σημαντική τιμή των περίπου 5cm/έτος, γι' αυτό και η σεισμικότητα του ελλαδικού χώρου είναι πολύ μεγαλύτερη από εκείνη στα γειτονικά τόξα της Καλαβρίας και της Κύπρου, όπου οι ταχύτητες σύγκλισης είναι σαφώς μικρότερες, αλλά και η μεγαλύτερη σ' ολόκληρη την ευρωπαϊκή ήπειρο. Τα στοιχεία αυτά καταδεικνύουν ότι το ελληνικό τόξο είναι σήμερα η πιο ενεργή γεωλογική δομή της Ευρώπης, γεγονός που οφείλεται στην κατανομή των λιθοσφαιρικών κινήσεων στον ευρύτερο χώρο μας. Πιο συγκεκριμένα, ο χώρος του Αιγαίου (και κατ' επέκταση το ελληνικό τόξο) δέχεται έντονη πίεση από το ηπειρωτικό τέμαχος της Ανατολίας (Τουρκία), που κινείται προς την πλευρά μας κατά μήκος του μεγάλου οριζοντιολισθητικού ρήγματος της βόρειας Ανατολίας. Στην κίνηση αυτή εξαναγκάζεται η Ανατολία από το αξονικό "μπλοκάρισμα" της προς Βορρά κίνησης της αραβικής πλάκας από τη συμπαγή συγκρουσιακή δομή του Καυκάσου, οπότε η εκτόνωση των σωρευμένων τάσεων γίνεται πλευρικά, κυρίως προς τα δυτικά (μέσω του ρήγματος της Βόρειας Ανατολίας) και σε μικρότερο βαθμό προς τα ανατολικά (Ιράν). Η παγκόσμια σημασία του ελληνικού τόξου έγκειται στο γεγονός ότι στο κεντρικό τμήμα, δηλαδή στο άξονα Κρήτης-Κυρηναϊκής (Λιβύη), οι μετωπικές αλλόχθονες δομές της προελαύνουσας ευρωπαϊκής πλάκας έχουν έρθει σε άμεση επαφή με το παθητικό περιθώριο (υφαλοκρηπίδα) της πλάκας της Αφρικής. Με άλλα λόγια, στο χώρο αυτό έχει πλέον ολοκληρωθεί το στάδιο ολικής συμπίεσης του ωκεανού της Τηθύος και ήδη βρισκόμαστε στις πρώτες φάσεις του σταδίου της τελικής σύγκρουσης Ευρώπης και Αφρικής, με πλήρη εξαφάνιση της Τηθύος.

Συνεπώς το ελληνικό τόξο αποτελεί το μοναδικό πρότυπο σε παγκόσμια κλίμακα, που αποτυπώνει έναν κρίσιμο μεταβατικό κρίκο στον εξελικτικό κύκλο των ωκεανών, δηλαδή τη μετάβαση από τη ολική συμπίεση στην τελική σύκρουση των ηπείρων και τη εξαφάνιση του ωκεανού.

ΤΑ ΤΜΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΕΝΕΡΓΟΥ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΤΟΞΟΥ

Στις ζώνες σύγκλισης μιας ηπειρωτικής και μιας ωκεάνιας πλάκας διαμορφώνεται στην επιφάνεια μια σχεδόν σταθερά απαντώμενη διάταξη επιμέρους χώρων, με βασικό στοιχείο την τριλογία "τάφρος-τόξο-οπισθοτάφρος", και βέβαια το ηφαιστειακό τόξο, που όμως η θέση εκδήλωσης του συναρτάται με την εκάστοτε γωνία υποβύθισης. Καθένας απ' αυτούς τους χώρους αποτελεί μια ιδιαίτερη μορφολειτουργική δομή στα πλαίσια του συνολικού ορογενετικού τόξου. Κάτι αντίστοιχο συμβαίνει και στο ελληνικό ορογενετικό τόξο, όπου παρατηρείται μια αλληλουχία επιμέρους τμημάτων (δομών), προσανατολισμένων παράλληλα προς τη γεωμετρία του. Οι δομές αυτές, από Νότο (Μεσόγειος) προς Βορρά (Αιγαίο), είναι κατά σειρά οι εξής: Έλληνική Τάφρος Ελληνικό νησιωτικό τόξο Οπισθοταφρική λεκάνη του Κρητικού πελάγους Ηφαιστειακό τόξο του νοτίου Αιγαίου

Η τάφρος δημιουργείται κατά μήκος της επαφής των δύο πλακών. Πρόκειται για ένα σύστημα τάφρων , μία σειρά από βαθιές θαλάσσιες λεκάνες από τη Ρόδο έως και την Κεφαλονιά (γνωστή και ως ελληνική δίαυλος) Το μέγιστο βάθος της εντοπίστηκε νοτιοδυτικά της Πελοποννήσου στο Ιόνιο πέλαγος (βάθος περίπου 4.500m). Αυτό είναι το βαθύτερο σημείο της Μεσογείου. Το νησιωτικό τόξο αποτελείται από μία σειρά διαδοχικών νησιών όπως η Ρόδος, η Κρήτη, τα Κύθηρα και από την Πελοπόννησο. Τοποθετείται παράλληλα ως προς την τάφρο και σε μικρή απόσταση από αυτήν. Το τόξο αυτό δημιουργείται από την παραμόρφωση και ανύψωση πετρωμάτων (κυρίως ιζηματογενών) του περιθωρίου της Ευρασιατικής πλάκας και περιλαμβάνει πολύ παραμορφωμένα πετρώματα της Αλπικής πτύχωσης.
Το Ελληνικό τόξο (Παπανικολάου Δ., 1998).

Η οπισθοτάφρος είναι μία θαλάσσια λεκάνη (Κρητικό πέλαγος), μικρότερου βάθους από την τάφρο. Το μέγιστο βάθος της φτάνει τα 2.000m περίπου. Η λεκάνη αυτή βρίσκεται μπροστά από το νησιωτικό τόξο και πάνω στην Ευρασιατική πλάκα.
Tο ηφαιστειακό τόξο αποτελείται από διαδοχικά ηφαίστεια (ενεργά και ανενεργά) Σουσάκι, Μέθανα, Μήλος, Σαντορίνη, Νίσυρος. Η δημιουργία τους οφείλεται σε ανάτηξη υλικού της υποβυθιζόμενης Αφρικανικής πλάκας. Κατά την άνοδό του το υλικό αυτό διαπερνά την Ευρασιατική πλάκα και σχηματίζει τα ηφαίστεια. Όσον αφορά την περιοχή του Β. Αιγαίου, βασικό της μορφολογικό χαρακτηριστικό είναι η τάφρος του Βορείου Αιγαίου, με βάθος 1.500m περίπου.

Σχηματική απεικόνιση (τομή) του ελληνικού τόξου (Παπανικολάου Δ.,1998).

Εικ. 2.5: Σχηματική αποτύπωση των δυνάμεων που ασκούνται στη λιθόσφαιρα του Αιγαίου. Οι συμπιεστικές δυνάμεις Σ1, Σ2 και Σ3 που ασκούν οι γειτονικές λιθοσφαιρικές πλάκες στη λιθόσφαιρα του Αιγαίου απεικονίζονται με τα κόκκινα βέλη. Οι εφελκυστικές δυνάμεις που ασκούνται στην κάτω επιφάνεια της λιθόσφαιρας με τα κίτρινα βέλη (Παπαζάχος Β., 1989).














texnomatheia@hotmail.com