تجربه زلزلههای گذشته به خصوص زلزلههای اخیر نشان میدهد که جنبش زمین در نزدیک گسل دارای خصوصیات ویژهای میباشد که با حرکات زمین در مناطق دور از گسل متفاوت است. در مناطق نزدیک گسل، حرکات زمین شدیداً تحت تاثیر مکانیزم شکست، جهت گسترش گسلش نسبت به ساختگاه و تغییرمکان ماندگار زمین قرار دارد. این عوامل در مجموع سبب ایجاد دو پدیده جهتپذیری گسیختگی و تغییرمکان ماندگار (گام جهشی تغییرمکان) شده که برای تخمین حرکت زمین در نزدیکی گسلهای فعال مورد استفاده قرار میگیرد.
در فصل اول معرفی مختصری از جهتپذیری آورده شد. در ادامه برای آگاهی دقیقتر از مفهوم جهتپذیری و نقش عمده آن در جنبش نیرومند زمین در حوزه نزدیک، توضیحات بیشتری در مورد این پدیده و انواع آن آورده شده است. با در نظر گرفتن موقعیت ساختگاه و جهت انتشار گسیختگی و لغزش بر روی گسل، میتوان جهتپذیری را به سه گروه جهتپذیری پیشرونده، جهتپذیری پسرونده و جهتپذیری خنثی تقسیمبندی نمود. شکل (۲-۱) چگونگی رخداد پدیدههای جهتپذیری پیشرونده و جهتپذیری پسرونده را نشان میدهد. پدیده جهتپذیری پیشرونده هنگامی اتفاق میافتد که گسیختگی به سمت ساختگاه گسترش یافته و جهت لغزش گسل نیز به سمت آن باشد. دراین صورت به دلیل نزدیک بودن سرعت گسیختگی گسل به سرعت امواج برشی زلزله (سرعت گسیختگی کمی کمتر از سرعت امواج برشی است)، هنگامی که جبهه گسیختگی از کانون به سمت ساختگاه انتشار مییابد امواج آزاد شده در اثر لغزشهای متوالی نواحی مختلف گسل در نزدیکی جبهه گسلش (قسمت جلوی مسیر گسیختگی در گسل) جمع میشوند. در نتیجه در پدیده جهتپذیری پیشرونده جبهه موج دفعتاً و به صورت یک شوک قوی به ساختگاه میرسد، که این شوک به صورت یک پالس قوی حرکت در جهت عمود بر لغزش و در ابتدای نگاشت زلزله قابل تشخیص است. بنابراین شرایط جهتپذیری پیشرونده از روی مدت دوام کم و پالسهایی با دامنه بزرگ و پریودهای متوسط تا بلند قابل شناسایی است.
اگر ساختگاه در موقعیتی باشد که گسترش گسیختگی موجب دور شدن جبهه گسلش از ساختگاه شود، امواج زلزله به آرامی و به صورت توزیع شده در طول زمان به ساختگاه میرسند. به این شرایط اصطلاحاً جهتپذیری پسرونده گفته میشود که مشخصه آن نگاشتهایی با دامنه کم و مدت دوام طولانی میباشد. در صورتی که ساختگاه در موقعیتی قرار گیرد بنحوی که گسیختگی نه از آن دور گردد و نه به سمت آن باشد، جهتپذیری خنثی رخ میدهد.
شکل (۱-۲) نشان دهنده اثر جهتپذیری در جابهجاییهای زمین در زلزله لوماپریتا (۱۹۸۹) میباشد. با اینکه دوایستگاه کورالیتوس و برانسیفورت درایو چه در جهت عمود بر گسل و چه در جهت موازی گسل به علت پدیده جهتپذیری پسرونده خیلی قوی نیستند ولی نگاشتهای مولفه عمود بر گسل ایستگاههای سد لکسینگتون و هولیستر که در دو انتهای گسل قرار دارند به دلیل پدیده جهتپذیری پیشرونده بسیار قوی میباشند. بنابراین مشاهده میشود که عموماً پالسهای قوی ناشی از پدیده جهتپذیری در جهت انتشار گسیختگی و دور از رومرکز و در امتداد عمود بر گسل تشکیل میگردند.
در بعضی موارد جهت بررسی تفاوت بین مولفههای افقی زمین، از دیاگرامهای جهت ماکزیمم سرعت استفاده میشود. شکل (۱-۳) کلیه ایستگاههای با فاصله کمتر از km5 از گسل چلونگپو در زلزله
چیچی (۱۹۹۹) تایوان را نشان میدهد. لوبهای نشان داده شده در اطراف هر ایستگاه نشان دهنده ماکزیمم سرعت ثبت شده در هر ایستگاه در جهتهای مختلف میباشد. چنانکه مشاهده میشود عموماً و ( نه الزاماً )جهت ماکزیمم سرعت منطبق بر جهت عمود بر گسل میباشد.
پدیده جهتپذیری هم در گسلهای امتداد لغز و هم در گسلهای شیب لغز اتفاق میافتد. در مکانیزم شکست راستالغز و همچنین گسلش معکوس به علت پراکنش شعاعی تغییر مکان برشی روی آن، موجب میشود که پالس حرکت عمود بر جهت لغزش باشد. درگسلهای شیبلغز نیز شرایط جهتپذیری پیشرونده برایایستگاههایی که در قسمت فوقانی صفحه گسلش قرار دارند، مهیا میگردد.
خصوصیت دیگر نگاشت زلزلههای جدید مانند زلزلههای سال ۱۹۹۹ ترکیه و تایوان، تغییرمکان دائمی زمین در اثر تغییر شکل استاتیک آن در مناطق نزدیک گسل میباشد.این تغییرمکان استاتیک که تغییر مکان ماندگار (گام جهشی تغییرمکان) نیز نامیده میشود، در بازه زمانی چند ثانیهای لغزش گسل اتفاق میافتد. این تغییرمکان ماندگار درجهت لغزش گسل اتفاق افتاده و مستقل از حرکت پالسی زمین که در امتداد عمود بر راستای لغزش اتفاق میافتد، میباشد.شکل (۱-۵) جهت پالس حرکت زمین و تغییر مکان ماندگار را برای گسلهای راستالغز و شیبلغز به صورت شماتیک نشان میدهد. چنانکه مشاهده میشود در گسلش راستالغز پالس جهتپذیری در راستای عمود بر جهت لغزش اتفاق میافتد در حالی که تغییرمکان ماندگار در جهت لغزش گسل رخ میدهد، ولی در گسلش شیبلغز هم پالس جهتپذیری و هم تغییرمکان ماندگار درجهت عمود برلغزش رخ میدهد. تاریخچه زمانی پالس جهتپذیری و تغییرمکان ماندگار برای گسلهای راستالغز و شیبلغز در شکل (۱-۴) نشان داده شده است.
شبیه سازی پالس های حوزه نزدیک گسل برای شهر تهران با استفاده از مدل گسیختگی گسل مشاء – فشم/قیصری کوروش
/توسط Arash Eslamiتجربه زلزلههای گذشته به خصوص زلزلههای اخیر نشان میدهد که جنبش زمین در نزدیک گسل دارای خصوصیات ویژهای میباشد که با حرکات زمین در مناطق دور از گسل متفاوت است. در مناطق نزدیک گسل، حرکات زمین شدیداً تحت تاثیر مکانیزم شکست، جهت گسترش گسلش نسبت به ساختگاه و تغییرمکان ماندگار زمین قرار دارد. این عوامل در مجموع سبب ایجاد دو پدیده جهتپذیری گسیختگی و تغییرمکان ماندگار (گام جهشی تغییرمکان) شده که برای تخمین حرکت زمین در نزدیکی گسلهای فعال مورد استفاده قرار میگیرد.
در فصل اول معرفی مختصری از جهتپذیری آورده شد. در ادامه برای آگاهی دقیقتر از مفهوم جهتپذیری و نقش عمده آن در جنبش نیرومند زمین در حوزه نزدیک، توضیحات بیشتری در مورد این پدیده و انواع آن آورده شده است. با در نظر گرفتن موقعیت ساختگاه و جهت انتشار گسیختگی و لغزش بر روی گسل، میتوان جهتپذیری را به سه گروه جهتپذیری پیشرونده، جهتپذیری پسرونده و جهتپذیری خنثی تقسیمبندی نمود. شکل (۲-۱) چگونگی رخداد پدیدههای جهتپذیری پیشرونده و جهتپذیری پسرونده را نشان میدهد. پدیده جهتپذیری پیشرونده هنگامی اتفاق میافتد که گسیختگی به سمت ساختگاه گسترش یافته و جهت لغزش گسل نیز به سمت آن باشد. دراین صورت به دلیل نزدیک بودن سرعت گسیختگی گسل به سرعت امواج برشی زلزله (سرعت گسیختگی کمی کمتر از سرعت امواج برشی است)، هنگامی که جبهه گسیختگی از کانون به سمت ساختگاه انتشار مییابد امواج آزاد شده در اثر لغزشهای متوالی نواحی مختلف گسل در نزدیکی جبهه گسلش (قسمت جلوی مسیر گسیختگی در گسل) جمع میشوند. در نتیجه در پدیده جهتپذیری پیشرونده جبهه موج دفعتاً و به صورت یک شوک قوی به ساختگاه میرسد، که این شوک به صورت یک پالس قوی حرکت در جهت عمود بر لغزش و در ابتدای نگاشت زلزله قابل تشخیص است. بنابراین شرایط جهتپذیری پیشرونده از روی مدت دوام کم و پالسهایی با دامنه بزرگ و پریودهای متوسط تا بلند قابل شناسایی است.
اگر ساختگاه در موقعیتی باشد که گسترش گسیختگی موجب دور شدن جبهه گسلش از ساختگاه شود، امواج زلزله به آرامی و به صورت توزیع شده در طول زمان به ساختگاه میرسند. به این شرایط اصطلاحاً جهتپذیری پسرونده گفته میشود که مشخصه آن نگاشتهایی با دامنه کم و مدت دوام طولانی میباشد. در صورتی که ساختگاه در موقعیتی قرار گیرد بنحوی که گسیختگی نه از آن دور گردد و نه به سمت آن باشد، جهتپذیری خنثی رخ میدهد.
شکل (۱-۲) نشان دهنده اثر جهتپذیری در جابهجاییهای زمین در زلزله لوماپریتا (۱۹۸۹) میباشد. با اینکه دوایستگاه کورالیتوس و برانسیفورت درایو چه در جهت عمود بر گسل و چه در جهت موازی گسل به علت پدیده جهتپذیری پسرونده خیلی قوی نیستند ولی نگاشتهای مولفه عمود بر گسل ایستگاههای سد لکسینگتون و هولیستر که در دو انتهای گسل قرار دارند به دلیل پدیده جهتپذیری پیشرونده بسیار قوی میباشند. بنابراین مشاهده میشود که عموماً پالسهای قوی ناشی از پدیده جهتپذیری در جهت انتشار گسیختگی و دور از رومرکز و در امتداد عمود بر گسل تشکیل میگردند.
در بعضی موارد جهت بررسی تفاوت بین مولفههای افقی زمین، از دیاگرامهای جهت ماکزیمم سرعت استفاده میشود. شکل (۱-۳) کلیه ایستگاههای با فاصله کمتر از km5 از گسل چلونگپو در زلزله
چیچی (۱۹۹۹) تایوان را نشان میدهد. لوبهای نشان داده شده در اطراف هر ایستگاه نشان دهنده ماکزیمم سرعت ثبت شده در هر ایستگاه در جهتهای مختلف میباشد. چنانکه مشاهده میشود عموماً و ( نه الزاماً )جهت ماکزیمم سرعت منطبق بر جهت عمود بر گسل میباشد.
پدیده جهتپذیری هم در گسلهای امتداد لغز و هم در گسلهای شیب لغز اتفاق میافتد. در مکانیزم شکست راستالغز و همچنین گسلش معکوس به علت پراکنش شعاعی تغییر مکان برشی روی آن، موجب میشود که پالس حرکت عمود بر جهت لغزش باشد. درگسلهای شیبلغز نیز شرایط جهتپذیری پیشرونده برایایستگاههایی که در قسمت فوقانی صفحه گسلش قرار دارند، مهیا میگردد.
خصوصیت دیگر نگاشت زلزلههای جدید مانند زلزلههای سال ۱۹۹۹ ترکیه و تایوان، تغییرمکان دائمی زمین در اثر تغییر شکل استاتیک آن در مناطق نزدیک گسل میباشد.این تغییرمکان استاتیک که تغییر مکان ماندگار (گام جهشی تغییرمکان) نیز نامیده میشود، در بازه زمانی چند ثانیهای لغزش گسل اتفاق میافتد. این تغییرمکان ماندگار درجهت لغزش گسل اتفاق افتاده و مستقل از حرکت پالسی زمین که در امتداد عمود بر راستای لغزش اتفاق میافتد، میباشد.شکل (۱-۵) جهت پالس حرکت زمین و تغییر مکان ماندگار را برای گسلهای راستالغز و شیبلغز به صورت شماتیک نشان میدهد. چنانکه مشاهده میشود در گسلش راستالغز پالس جهتپذیری در راستای عمود بر جهت لغزش اتفاق میافتد در حالی که تغییرمکان ماندگار در جهت لغزش گسل رخ میدهد، ولی در گسلش شیبلغز هم پالس جهتپذیری و هم تغییرمکان ماندگار درجهت عمود برلغزش رخ میدهد. تاریخچه زمانی پالس جهتپذیری و تغییرمکان ماندگار برای گسلهای راستالغز و شیبلغز در شکل (۱-۴) نشان داده شده است.