plus
reset
minus
plus
minus
تاریخ انتشارچهارشنبه ۲۳ مهر ۱۳۹۹ ساعت ۰۹:۴۲
کد مطلب : ۲۸۶۵

تخلیه انرژی ذخیره شده قطعه خاوری گسل مشاء در زمین لرزه 19 اردیبهشت- و پس لرزه های7 خرداد- 20شهریور 99 به ترتیب با بزرگای 5 -4-3

تهیه کننده: دکتر حمید رضا نانکلی، رئیس اداره ژئودینامیک، اداره کل زمین سنجی و نقشه برداری زمینی
تخلیه انرژی  ذخیره شده قطعه خاوری گسل مشاء در  زمین لرزه 19 اردیبهشت- و پس لرزه های7 خرداد- 20شهریور 99 به ترتیب  با بزرگای 5 -4-3
plusresetminus
 اداره کل زمین سنجی و نقشه برداری زمینی
 
اداره ژئودزی و ژئودینامیک
 
تخلیه انرژی  ذخیره شده قطعه خاوری گسل مشاء در
 زمین لرزه 19 اردیبهشت- و پس لرزه های7 خرداد- 20شهریور 99 به ترتیب  با بزرگای
5 -4-3
 
تهیه کننده: دکتر حمید رضا نانکلی
 
1-مقدمه:
پدیده زمین لرزه یکی از مخاطرات طبیعی است که در اثر تنش انباشته شده بر روی گسل ها در مدت زمان طولانی و آزاد شدن این تنش در چندین ثانیه روی می دهد. تنش برشی- افت تنش و نرخ لغزش از پارامترهای مهم در تحلیل خطرپذیری گسل ها و مدل سازی چرخه زلزله بر روی آنها می باشد.
یکی از عناصر اصلی در پیشبرد پیش بینی زمین لرزه، شناخت رفتار بلندمدت گسل های لرزه زا است . مطالعه گسل های زمین لرزه ای در ایران نشان می دهدکه شناخت تاریخچه زمین ساختی کواترنری آغازین و همچنین بررسی شواهد زمین شناختی پیش از کواترنری در فهم نحوه دگرشکلی قاره ای در حین زمین لرزه از اهمیت بالایی برخورداراست. به همان اندازه که شناسایی گسلش های عهدحاضر در فهم زمین ساخت پویای قاره ای اهمیت دارد شناخت دقیق لرزه خیزی تاریخی و دستگاهی نیز به عنوان ابزاری سودمند در این راستا محسوب می شود. حرکت در طول یک گسل فعال می تواند بصورت تدریجی و پیوسته (خزش زمین ساختی) و یا تناوبی از دوره های آرامش و حرکت ناگهانی با رها شدن انرژی بصورت زمین لرزه باشد.
 
 
2-پهنه البرز
از نقطه نظر لرزه زمین ساختی، كشور ايران بخشي از كمر بند زلزله خيز آلپ‌ـ هيمالايا را تشكيل مي‌دهد و وجود گسل‌های فراوان فعال در منطقه ایران و همچنین زلزله‌های تاریخی و معاصر گویای پتانسیل بالای تغییرشکل در این منطقه می‌باشد. از بین ساختار‌های تکتونیکی  فعال در ایران رشته کوه‌های البرز که در بر گیرنده تعداد زیادی گسل فعال می‌باشد بسیار حائز اهمیت می‌باشد(.شکل1)

شکل 1 پهنه البرز مرکزی، گسل شمال تهران و موقعیت کلان شهر تهران تاتار و همکاران- 1385)
منطقه البرز مركزي لرزه خيز بوده و در طي دو هزارسال گذشته بيش از 20 زمين‌لرزه با بزرگي 5/6 (درمقياس امواج) سطحي دراين منطقه بوقوع پيوسته است. از ديدگاه زمين ساخت البرز مركزي ‌توان ايجاد زمين لرزه‌هاي بزرگ را دارد و گسل‌هاي توانمندي در البرز مركزي قرار دارند كه بارزترين چشمه خطر براي شهر تهران گسل مشاء-فشم و گسل شمال تهران مي‌باشد.   
آخرین زلزله بزرگ تهران در ۲۷ مارس ۱۸۳۰ ميلادي (۱90سال پیش) با بزرگی بیش از هفت درجه ریشتر به وقوع پیوست. در مورد ابعاد تخریب این زلزله منابع چنین گزارش کرده‌اند: مناطق شمیرانات و دماوند تقریبا به طور کامل ویران شد و حدود ۷۰ روستا در شرق جاجرود از بین رفتند.

همچنین با مراجعه به کتاب تاریخ زلزله‌های ایران مشاهده می‌شود که در البرز مرکزی زلزله‌های تاریخی مخرب چندی به وقوع پیوسته که از آن جمله زلزله‌های سال‌های ۷۴۳، ۸۵۵، ۹۵۸، ۱۱۷۷، ۱۲۸۳، ۱۶۶۵ و ۱۸۱۵ میلادی با بزرگی‌های تا مرز ۷/۷ درجه ریشتر قابل ذکر هستند.



3-گسل مشا
گسل مشا حدود 200 کیلومتر طول دارد و از گسل‌های اساسی البرز مرکزی است که در شمال تهران قرار گرفته است. شيب اين گسل رانده به سمت شمال برآورد شده است. طول اين گسل را از روستاى دليچاى در خاور تا فشم در باختر در نظر گرفته‌اند. شيب گسل فشارى مشا هميشه به سمت شمال و بين 35 تا 70 مى‌باشد، اما چنان که بیان شد فعالیت این گسل تاکنون چندین زلزله در تهران به وجود آورده است. چنان که زلزله بزرگی که در سال ۹۵۸م با قدرت بیش از۷/۷ در ۵۰ کیلومتری تهران رخ داده است به قسمت غربی این گسل نسبت داده می‌شود                      .
در سال 1309 نیز در اثر فعالیت شدید دنباله شرقی این گسل در روستای مبارک آباد زلزله بزرگی رخ داد که آن حادثه هم با خسارت‌های بسیاری همراه شد. به هر روی با نگاهی به تاریخ آخرین زلزله مهیب در تهران خواهیم دید که بیش از 190 سال از آن می‌گذرد. یک زلزله هم در سال ۱۹۳۰ اتفاق افتاده که باز هم روی همین قطعه گسل مشا بوده .
گسل مشا در 35 کیلومتری شمال شرقی تهران از روستای کلان رد می‌شود،دو گسل مشا و گسل شمال تهران در این روستا به هم می‌رسند و تلاقی می‌کنندو به عنوان "زون اتصال" این دو گسل­ شناخته می‌شود ،
این گسل، قطعه قطعه و دارای حداقل سه بخش متفاوت "خاوری"، (از فیروزکوه تا دره مشا) "بخش میانی" (از دره مشا تا منطقه لواسانات به طرف شهرستانک) و "بخش باختری" (از شهرستانک تا ورده و باختر کرج) است و از این رو، فعالیت لرزه­‌ای بخش‌­های متفاوت آن اثرات متفاوتی را بر بخش‌­های مختلف تهران ­بزرگ و حتی کرج و آبیک می‌­تواند داشته باشد.
4-مدل حرکت منطقه البرز با استفاده از شبکه های موردی و دائمی سازمان
میدان سرعت و نرخ کرنش در شکل2به ترتیب نحوه تغییر شکل در امتداد و در سراسر محدوده البرز را نشان میدهد.نمودار نرخ استرین نشان می دهد که تغییر شکل درون محدوده البرز به شدت در امتداد و در سراسر کمربند در حال تغییر کردن است.دربخش شرقی تغییر شکل به صورت حرکت چپگرد و کوتاه شدگی روی لبه جنوبی کمربنددیده می شود. در البرز مرکزی ( از 51 درجه شرقی تا 52.5 درجه شرقی ) تغییر شکل به صورت مایل و فشارش نسبتا بزرگتری مشاهده می شود. جهت فشارش اغلب عمود برراستای کمربند در آن بخش است. نرخ استرین محاسبه شدهنشان می دهد که در البرز مرکزی بخشی از همگرایی بین دو صفحه عربستان و اوراسیااز طریق کوتاه شدگی صورت گرفته توسط گسل های تراستی شمال البرز،، پارچین و گرمسار چذب میگردد. در حالی که تغییر شکل به صورت امتداد لغز چپگرد درون محدوده کوهستانی  در امتداد گسل‌های طالقان و مشا(با نرخ لغزش1.5و2میلیمتر) دیده می‌شود و این نشان می دهد که نوع تغییر شکل در البرز مرکزی تنها  بصورت چین خورده و بالا آمده نیست. تعدادی از بخش های البرز (البرز غربی) میزان فشار خیلی کوچکی را نشان می دهد که بیانگرتغییر شکل در شمال البرز است،

شکل-2میدان سرعت و نرخ استرین در پهنه البرز
 
 
5-تحلیل زلزله های رخ داده سال 99 گسل مشاء :
نتایج بدست آمده ار سری های زمانی و میدان سرعت و استرین شبکه ایستگاه های دائمی سازمان نقشه برداری کشورPOLR,PLZI,ABSD,GARM,LAR در منطقه حاکی از رژیم فشارشی برشی درقسمت شرقی و فشارش در قسمت غربی گسل مشا و افزایش حداکثر استرین برشی در قسمت مرکزی مشا می باشد.نرخ افزایش این استرین برشی با توجه به عمق زلزله و فاصله از خط گسلی 1.2تا4  نانو استرین در سال می باشد. در قطعه شرقی و غربی گسل مشا نیز بر اساس پروفیل های میدان سرعت شبکه موردی وشبکه دائمی حرکات کمی مشاهده شده و نقشه پراکندگی 120 ساله نگاشت های لرزه ای(شکل 3) نیز گواه این مطلب است. این دو قسمت از گسل مشا در حال تجمع استرین بین لرزه ای می باشد.

شکل3- محل زلزله وزمین لرزه های دستگاهی از سال1900 تا کنون
 
6-1 زلزله 19 اردیبهشت ماه 99
 بزرگی: 5
 طول جغرافیایی: 52.05
عرض جغرافیایی: 35.78
عمق زمین‌لرزه: 16 کیلومتر
آنچه در زلزله اردیبهشت ماه 99 مشا رخ داده است و با توجه به توضیحات که داده شد بدین صورت میباشد که در اثر تجمع تنش فعال ناشی حرکات  صفحه  تکتونیکی AR-EUدر طول زمان  و غلبه این تنش بر استحکام بلوک گسلی مشا  و شکست آن(تنش برشی برتنش ناشی از اصطحکاک غلبه کرده) گسیختگی ایجاد ولغزش برروی صفحه قطعه گسلی مشا انجام شده است.در این حا لت تنش های حداکثر  به سمت دم گسل و قسمت پایین و بالای پوسته منتقل شدند که در پس لرزه ها نیز نشان داده شده است.میزان تنش قبل اززلزله و آغاز گسیختگی بر روی این قسمت از گسل مشا 8.7 مگا پاسگال میباشد.در این حالت تنش برشی بر تنش قبل از زلزله غلبه کرده و جابجایی در صفحه گسل رخ داده و سپس افت تنش معادل 1.56 مگا پاسکال روی داده است وتنش باقی مانده در پوسته 7.14 مگا پاسکال می باشد. میزان جابجایی رخ داده با توجه به پراکندگی پس لرزه ها و وابعاد گسیختگی 1.10 متر محاسبه شده است که با توجه به بزرگای زلزله و رابطه ولز و کوپر اسمیت تطابق کامل دارد.
 

 
شکل4-صفحه گسلی گسیختگی-و مرز تغییر شکل

این قطعه گسل مشا که در19 اردیبهشت فعال شده پیش‌تر هم فعالیت داشته هم در سال 1665 میلادی جابه‌جا شده و هم در زلزله 1830 میلادی. در سال 1665 یک زلزله به بزرگای 6 تا 7 ریشتر اتفاق افتاده و در سال 1830 با بزرگی 7 بوده است. یک زلزله با بزرگای5 هم در سال 1930 اتفاق افتاده که روی همین قطعه گسل مشا بوده.
6-2-پس لرزه ها و حرکات پسا زلزله ای  رخداد5
زلزله اصلی با بزرگای ۵ باعث افزایش  تنش‌های برشی و‌ نرمال در اطراف گسیختگی شده است. که این میزان معادل 0.02 تا0.045 مگا پاسکال است. تعداد پس لرزه‌های تولید شده در  منطقه به وسعت4*8 کیلومتر مربع) نیز بیانگر افزابش تنش و تغییرات تنش ناشی از لرزه اصلی هستندکه  نقطه مستعد  و آماده گسیخته شدن بعدی رامشخص کردند.تراکم تنش بر روی گسیختگی ایجاد شده در زلزله ۱۹ اردیبهشت گسل مشا، بعد از گذر از آستانه مقاومت برشی(6.5مگا پاسکال) باعث فعالیت دوباره گسیختگی شد و این رها شدن مجدد تنش و شروع گسیختگی از جایی آغاز شده که بیشترین تراکم تنش آنجا اتقاق افتاده بود.جایی که تراکم و افزایش تنش 0.02 تا 0.045 مگا پاسکال رخ داده است؛ در فاصله ۱ کیلومتری کانون زلزله اصلی و در عمق ۱۲ کیلومتر  بوده است. پس لرزه ها به 3 صورت کوتاه مدت متوسط مدت و بلند مدت بسته به بزرگای زلزله ادامه خواهند داشت که برای این زلزله طبق قانون Omariتا 4 ماه ادامه دارد وپس از آن این قطعه گسل مشا وارد مرحله بین لرزه ای و تجمع تنش خواهد شد.
 
 
 
 
 
6-3-زلزله 7 خرداد ماه 99
بزرگی: 4
 طول جغرافیایی: 52.01
عرض جغرافیایی: 35.75
عمق زمین‌لرزه: 12 کیلومتر

زلزله با بزرگای۴   7 خرداد ماه که در عمق 12 کیلومتری رخ داده است می‌تواند به عنوان بزرگترین پس‌لرزه در نظر گرفته شده  چون با مکان افزایش تنش سازگاری دارد. افت تنش در این رخداد دوم 1.18 مگا پاسکال است و تنش باقی مانده در منطقه 5.32مگا پاسکال است.
 
 
6-4- زلزله 19 شهریور ماه 99
بزرگای  3
 طول جغرافیایی  ۵۲.۱1
عرض جغرافیایی ۳۵.۷۲
عمق زمین‌لرزه: 8 کیلومتر
 
زلزله با بزرگای 3   19 شهریورکه در عمق 8 کیلومتری رخ داده است  دومین پس‌لرزه ریز درنظر گرفته شده است .میزان تنش قبل اززلزله و آغاز گسیختگی بر روی این قسمت از گسل مشا 4.3 مگا پاسگال میباشد.در این حالت تنش برشی بر تنش ناشی ازاصطحکاک غلبه کرده و جابجایی در صفحه گسل رخ داده و سپس افت تنش معادل 0.8 مگا پاسکال روی داده است .تنش باقی مانده در پوسته 3.5 مگا پاسکال می باشد.
 
 
 
 
7-نتیجه گیری :
بر مبنای تقسیم‌بندی‌های صورت‌گرفته زلزله‌ها از نظر بزرگی به هفت دسته تقسیم می‌شوند. زلزله‌های با بزرگی کمتر از ۲ ریشتر در گروه خردلرزه‌ها (micro)، بین ۲ تا ۴ ریشتر، ریز (minor)، بین ۴ تا ۵ ریشتر، کوچک (light)، بین ۵ تا ۶ ریشتر، متوسط (moderate)، بین ۶ تا ۷ ریشتر، شدید (strong)، بین ۷ تا ۸ ریشتر، اصلی (major) و بیش از ۸ ریشتر، بزرگ (great) اطلاق می‌شود با توجه به تقسیم بندی تعریف شده 3 رخداد گسل مشاء از اردیبهشت تا شهریور99 در دسته ریز و کوچک قرار می گیرد.
  افت تنش تفاوت بین تنش موجود در صفحه گسلی قبل و بعد ازگسیختگی زلزله است. یکی از عواملی که ممکن است باعث کاهش تنش در زلزله به زلزله یا با ابعاد زمین لرزه شود  تغییر خصوصیات فیزیکی زمین-نوع گسل-رزیم تکتونیکی و نرخ تغییرشکل و نرخ تنش بلند مدت منطقه و تغییرات زمانی رفتار مکانیکی گسل به ویژه با عمق است. بعضی از قسمتهای گسل ممکن است از قسمت دیگر قوی تر باشند و بر میزان تنش ذخیره شده و آزاد شده در قسمتهای مختلف گسل تأثیر بگذارند.تخمین الگوی توزیع افت تنش روی گسل مسبب یک زلزله نقش مهمی در بررسی حرکات ناشی از آن زلزله و شبیه سازی دینامیکی آن ایفا می کند. از سوی دیگر مطالعه تغییرات تنش ممکن است جنبه هایی نو از ارتباط بین پیش لرزه ها، پس لرزه ها و حادثه اصلی را نیز روشن کند.
پس لرزه ها دنباله ای از زمین لرزه ها هستند که پس از وقوع شوک اصلی در یک گسل اتفاق می افتند پس لرزه ها در نزدیکی منطقه گسل که در آن گسیختگی اصلی اتفاق افتاده رخ می دهد و بخشی از "روند تنظیم مجدد" پس از لغزش اصلی در صفحه گسلی  است. پس لرزه ها با گذشت زمان کمتر می شوندو می توانند برای روزها ، هفته ها ، ماهها  ادامه داشته باشند. پس لرزه زلزله‌ای است که پس از زلزله اصلی، (mainshock) رخ می‌دهد. پس لرزه در منطقه همان شوک اصلی است، اما همیشه از لحاظ قدرت کوچکتر است. اگر پس لرزه بزرگ‌تر از شوک اصلی باشد، پس لرزه به عنوان شوک اصلی و شوک اولیه اصلی به عنوان Aftershock نام‌گذاری می‌شود
 
نتایج حاصله نشان میدهدکه عمده انرزی ذخیرشده دراین قطعه گسل مشاء در طی 3 مرحله  و با بازه زمانی 4ماه آزاد شده:
 
در مرحله اول(19 اردیبهشت 99) زلزله اصلی با  بزرگای 5 و عمق 16 کیلومتر  افت تنش معادل 1.56 مگا پاسکال روی داده است وتنش باقی مانده در پوسته 7.14 مگا پاسکال ودر مرحله دوم (7 خرداد 99) پس لرزه با بزرگای 4 و عمق  کیلومتر12 افت تنش در این رخداد دوم 1.18 مگا پاسکال است و تنش باقی مانده در منطقه 5.32مگا پاسکال است.  ودر مرحله سوم 19 شهریور ماه پس لرزه  با بزرگای 3 و عمق 8 کیلومترافت تنش معادل 0.8 مگا پاسکال روی داده است. تنش باقی مانده در پوسته 3.5 مگا پاسکال می باشد.
انرزی قبل و بعد از زلزله :
میزان انرژی با توجه به عمق چگالی -وسعت گسیختگی  افت تنش-نوع و مکانیزم گسل- نرخ حرکت و بار گذاری تکتونیکی و ممان لرزه ای و اصطکاک ثابت و دینامیک در جدول شماره 1محاسبه شده است :
 
 بزرگای زلزله رخ داده بر روی
قطعه گسلی مشاء
قبل زلزله
بر حسب ژول
14e
بعد از زلزله
بر حسب ژول
14e
انرزی آزاد شده
بر حسب ژول
14e
زلزله 19 اردیبهشت ماه 99 با بزرگای 5 3.16 2.1 1.06
پس لرزه 7 خرداد با بزرکای 4
 
1.8 1.2 0.6
پس لرزه 19 شهریور با بزرگای 3
 
0.79 0.52 0.27
 
 
جدول 1- انرزی آزاد شده در زمین لرزه مشا
 
تنها ۱۰ درصد یا کمتر از کل انرژی زلزله به صورت انرژی لرزه‌ای آزاد می‌شود. بیشترین بخش انرژی زلزله صرف شکستگی سنگ‌ها یا تبدیل به حرارت تولید شده توسط اصطکاک می‌شود.نکته دیگری که بایستی به آن توجه کرد این است که  بین دو زلزله انرزی مانده تا قبل از وقوع زلزله دوم توسط زلزله‌های با بزرگی کمتر از ۲ در گروه خردلرزه‌ها  کاهش یافته است.به نظر میرسد که این قطعه گسل مشاء وارد مرحله بین لرزه ای interseismicخواهد شد.
 
 
 برای دریافت فایل متن کامل یادداشت فنی روی لینک زیر کلیک کنید...

http://www.ncc.gov.ir/images/docs/files/000002/nf00002867-1.pdf
 
https://www.ncc.gov.ir/vdcc.eqia2bq4pla82.html
ncc.gov.ir/vdcc.eqia2bq4pla82.html
ارسال نظر
نام شما
آدرس ايميل شما
کد امنيتی