Το βιβλίο αποτελεί το πρώτο στην Ελλάδα στον τομέα της εκλαϊκευμένης Σεισμολογίας. Στις σελίδες του θα βρουν πολύτιμες πληροφορίες όχι μόνο το ευρύ κοινό, αλλά και εκπαιδευτικοί, μαθητές, φοιτητές, ειδικοί επιστήμονες, μηχανικοί και όσοι ενδιαφέρονται για τα φαινόμενα των σεισμών.
Βραβεύτηκε από την Tsunami Society (1993), την Ακαδημία Αθηνών (2002) και τον οργανισμό EuroScience (2004).
ISBN 978-618-205-095-8
Το παρόν βιβλίο αποτελεί το ένατο του συγγραφέα, το έκτο στη σειρά «Σεισμολογική Βιβλιοθήκη». Eπικοινωνία: gerassimospapadopoulos2@gmail.com
ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΔΙΑΘΕΣΗ Βατάτζη 55, 114 73 Αθήνα | ΤΗΛ.: 210 64 31 108 ocelotos@ocelotos.gr | www.ocelotos.gr
Στα Μονοπάτια του Εγκέλαδου
Διετέλεσε Πρόεδρος του Συστήματος Προειδοποίησης για Τσουνάμι στον ΒΑ Ατλαντικό Ωκεανό και στη Μεσόγειο (UNESCO, 20172020), Αντιπρόεδρος της Ευρωπαϊκής Συμβουλευτικής Επιτροπής για την Αξιολόγηση των Σεισμικών Προγνώσεων (1994-2000) και Μέλος στη 10μελή Διεθνή Επιτροπή για την Επιχειρησιακή Πρόγνωση των Σεισμών που συγκρότησε η ιταλική κυβέρνηση μετά τον καταστροφικό σεισμό της L’ Aquila το 2009.
Στα Μονοπάτια του Εγκέλαδου MΙΑ ΣΕΙΣΜΟΛΟΓΊΑ ΓΙΑ ΌΛΟΥΣ
• Β Ι Β Λ Ι Ο Θ Η Κ Η
Το βιβλίο αυτό καλύπτει όλα τα θέματα των σεισμών και των τσουνάμι. Τα φαινόμενα, οι συνέπειές τους, οι προσπάθειες πρόγνωσης και τα μέτρα αντισεισμικής προστασίας αναλύονται με απλότητα τέτοια, ώστε αφενός να είναι κατανοητά από τον κάθε αναγνώστη και αφετέρου να μη θυσιάζεται η επιστημονική ακρίβεια, και μάλιστα ακολουθώντας τις τελευταίες εξελίξεις στον τομέα της Σεισμολογίας.
Γεράσιμος Α. Παπαδόπουλος
Σ Ε Ι Σ Μ Ο Λ Ο Γ Ι Κ Η
Tιμήθηκε με διεθνή και εθνικά βραβεία, έδωσε δεκάδες προσκεκλημένων ομιλιών σε διεθνή συνέδρια και πανεπιστήμια σε όλες τις ηπείρους, έχει συμμετάσχει ως πρόεδρος ή μέλος σε σειρά διεθνών και εθνικών επιστημονικών επιτροπών και συμβουλίων, έχει διοργανώσει μεγάλα διεθνή επιστημονικά συνέδρια.
Ο
ι σεισμοί και τα συνοδά τους φαινόμενα, όπως τα τσουνάμι, αποτελούν τομές στην ιστορία των τόπων που πλήττουν. Η βιαιότητα των φαινομένων και τα καταστροφικά τους αποτελέσματα προκαλούν φόβο και δέος στο κοινωνικό σύνολο. Μικροί και μεγάλοι ενδιαφέρονται έντονα να μάθουν για τα φοβερά φαινόμενα και, παράλληλα, νιώθουν την ανάγκη να τα απομυθοποιήσουν και να «ξορκίσουν» τον φόβο τους.
Γεράσιμος Α. Παπαδόπουλος
μόζεται παγκοσμίως και αναφέρεται ως «Κλίμακα PapadopoulosImamura», φέροντας και το όνομα του συνσυγγραφέα της σχετικής εργασίας Iάπωνα καθηγητή F. Imamura.
6
160 × 230 SPINE: 9.6 FLAPS: 70
Ο Γεράσιμος Α. Παπαδόπουλος ασχολείται ερευνητικά με τη Σεισμολογία και την επιστήμη των τσουνάμι από το 1982, όταν έλαβε το διδακτορικό του από τη Σχολή Θετικών Επιστημών του ΑΠΘ. Διετέλεσε Ερευνητής, από το 1995, και Διευθυντής Ερευνών (20022018) στο Γεωδυναμικό Ινστιτούτο του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών, επισκέπτης Ερευνητής στο ΜΙΤ (Βοστώνη, 1984) και στο Εθνικό Κέντρο Γεωεπιστημών και Φυσικών Καταστροφών (Ιαπωνία, 1993), και προσκεκλημένος Καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Tohoku (Ιαπωνία, 2004). Υπηρέτησε στον Οργανισμό Αντισεισμικού Σχεδιασμού και Προστασίας (ΟΑΣΠ, 1985-1994). Έχει διευθύνει πολλά ερευνητικά προγράμματα και δημοσίευσε περισσότερες από 150 πρωτότυπες επιστημονικές εργασίες, οι οποίες έχουν λάβει πάνω από 4.700 αναφορές από άλλους ερευνητές σε όλο τον κόσμο.
ΕΚΔΟΣΕΙΣ
ο σ ε λ ότ ο ς
Από τις πλέον αναγνωρισμένες εργασίες του αφορά στη 12βάθμια κλίμακα μέτρησης της έντασης των τσουνάμι (2001) που εφαρ-
Στα Μονοπάτια του Εγκέλαδου MΙΑ ΣΕΙΣΜΟΛΟΓΊΑ ΓΙΑ ΌΛΟΥΣ
ΤΙΤΛΟΣ
Στα Μονοπάτια του Εγκέλαδου Μια Σεισμολογία για όλους ΣΥΓΓΡΑΦΈΑΣ
Γεράσιμος Α. Παπαδόπουλος ΣΕΙΡΑ
Επιστημονικά [5358] 0521/14 ΕΠΙMΕΛΕΙΑ - ΔΙΟΡΘΩΣΗ
Όλγα Παλαμήδη LAYOUT - DESIGN Myrtilo, Λένα Παντοπούλου COPYRIGHT© 2021 Γεράσιμος Α. Παπαδόπουλος ΠΡΏΤΗ ΕΚΔΟΣΗ
Αθήνα, Μάιος 2021 ISBN 978-618-205-095-8
ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΔΙΑΘΕΣΗ Βατάτζη 55, 114 73 Αθήνα | ΤΗΛ.: 210 64 31 108
ocelotos@ocelotos.gr | www.ocelotos.gr
Το παρόν έργο πνευματικής ιδιοκτησίας προστατεύεται κατά τις διατάξεις της ελληνικής νομοθεσίας, (Ν. 2121/1993, όπως έχει τροποποιηθεί και ισχύει σήμερα) καθώς και από τις διεθνείς συμβάσεις περί πνευματικής ιδιοκτησίας. Απαγορεύεται η καθ’ οιονδήποτε τρόπο ή μέσο (ηλεκτρονικό, μηχανικό ή άλλο) αντιγραφή, φωτοανατύπωση και γενικώς αναπαραγωγή, μετάφραση, διασκευή, αναμετάδοση στο κοινό σε οποιαδήποτε μορφή και η εν γένει εκμετάλλευση του συνόλου ή μέρους του έργου χωρίς τη γραπτή άδεια του δικαιούχου συγγραφέα.
Γεράσιμος Α. Παπαδόπουλος
Στα Μονοπάτια του Εγκέλαδου MΙΑ ΣΕΙΣΜΟΛΟΓΊΑ ΓΙΑ ΌΛΟΥΣ
— ΑΘΗΝΑ 2021 —
Περιεχόμενα
Πρόλογος – Δρ. Ευθύμης Λέκκας ���������������������������������������������������������������������������������7 Τι συμβαίνει στα έγκατα της Γης; – Αίτια και κατηγορίες των σεισμών ������������������9 Σεισμικά κύματα – Η ακτινοσκόπηση της Γης ����������������������������������������������������������12 Eνόργανη καταγραφή των σεισμών – To καρδιογράφημα της Γης! ����������������������19 Μέγεθος και ενέργεια των σεισμών – Νάνοι και γίγαντες! �������������������������������������24 Γιγάντιοι σεισμοί – Οι «μαύροι κύκνοι» της Σεισμολογίας ��������������������������������������33 Iστορικοί σεισμοί και παλαιοσεισμοί – Το παρελθόν δείχνει το μέλλον! ����������������36 Σεισμικότητα – O Εγκέλαδος έχει παντού την ίδια δύναμη; �����������������������������������41 Τεκτονικοί σεισμοί και διαρρήξεις – Kαταλαβαίνουμε όλοι το ίδιο πράγμα; ����������47 Το προνόμιο της λιθόσφαιρας – Γιατί οι σεισμοί γίνονται μόνο εκεί; ���������������������54 Ο σεισμικός κύκλος – Έχουν περιοδικότητα οι σεισμοί; �������������������������������������������57 Γεωδαιτική Σεισμολογία – Η δορυφορική εποχή αναδύεται �����������������������������������67 Σεισμοί και χάος – Ο Εγκέλαδος ρίχνει ζάρια; ����������������������������������������������������������71 Πρόγνωση των σεισμών – Εδώ αρχίζουν τα δύσκολα ���������������������������������������������77 Συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης – Τα σωτήρια δευτερόλεπτα! ������������������105 Διέγερση σεισμών – Ας παίξουμε ντόμινο! �������������������������������������������������������������� 111 Eπαγόμενη σεισμικότητα – Ο άνθρωπος προκαλεί σεισμούς; ������������������������������ 116 Όταν ο Εγκέλαδος θυμώνει! – Συνέπειες και ένταση των σεισμών ���������������������125 Τσουνάμι – Ποτέ μην υποτιμάς τον κίνδυνο! �����������������������������������������������������������143 Σεισμικός κίνδυνος και σεισμική επικινδυνότητα – Ας κάνουμε τα δύσκολα εύκολα! ��������������������������������������������������������������������������������������������155 Αντισεισμικές κατασκευές – Ας φτιάξουμε γερά σπίτια! ���������������������������������������158 Αντισεισμική Πολιτική – Έχουμε περιορίσει τα καταστροφικά αποτελέσματα των σεισμών; ������������������������������������������������������������������������������166 Βιβλιογραφία ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������171
—5—
Πρόλογος Οι σεισμοί και τα συνοδά φαινόμενα, π.χ. τσουνάμι, αποτελούν ένα φαινόμενο που προκαλεί τεράστιες καταστροφές. Κατά τις τελευταίες δεκαετίες το ετήσιο πλήθος των ανθρώπινων θυμάτων από σεισμούς παγκοσμίως ανέρχεται σε περίπου 27.000 κατά μέσο όρο. Διαχρονικά οι σεισμοί αποτελούν και στην Ελλάδα το πιο καταστροφικό φαινόμενο, παρά το γεγονός ότι κατά τις τελευταίες δεκαετίες έχει σημειωθεί σαφής μείωση των θυμάτων και των κτιριακών βλαβών, κυρίως λόγω της δόμησης αντισεισμικών κατασκευών. Το ευρύ κοινό ενδιαφέρεται έντονα για τα φαινόμενα των σεισμών, τις συνέπειές τους και τους τρόπους μείωσης των επιπτώσεων. Αν και σήμερα οι πηγές πληροφόρησης είναι πάμπολλες, πάντα ένα βιβλίο εκλαϊκευμένης σεισμολογίας είναι ιδιαίτερα ευπρόσδεκτο και χρήσιμο. Η σεισμολογία αποτελεί ένα εξαιρετικά δύσκολο επιστημονικό πεδίο και γι’ αυτό η εκλαΐκευσή της δεν είναι εύκολο εγχείρημα. Το βιβλίο που κρατάτε είναι το πρώτο που κυκλοφορεί στη χώρα μας στον τομέα της εκλαϊκευμένης σεισμολογίας. Ο συγγραφέας του είναι ένας επιστήμονας πολύ έμπειρος, βαθύς γνώστης των θεμάτων και με διεθνή καταξίωση. Ο εκλεκτός συνάδελφος κατορθώνει να παρουσιάσει με τρόπο γλαφυρό, κατανοητό και εύληπτο ένα ευρύτατο φάσμα θεμάτων γύρω από τους σεισμούς, φθάνοντας μέχρι τις πιο πρόσφατες εξελίξεις στον τομέα της σεισμολογίας και των σχετικών επιστημονικών πεδίων της τεκτονικής και της γεωδυναμικής. Όσοι ενδιαφέρονται για τους σεισμούς και τα σχετικά θέματα θα βρουν εδώ έναν τεράστιο πλούτο γνώσεων διατυπωμένων με τρόπο συμπυκνωμένο αλλά συναρπαστικό. Το βιβλίο απευθύνεται στο ευρύ κοινό, σε εκπαιδευτικούς, σε μαθητές και φοιτητές. Ωστόσο, στις σελίδες του θα βρουν πολύτιμες πληροφορίες ακόμη και οι ειδικοί επιστήμονες, σεισμολόγοι, γεωλόγοι, μηχανικοί. Με ιδιαίτερη χαρά καλωσορίζω αυτή την ιδιαίτερα επιμελημένη νέα έκδοση και συγχαίρω τον συγγραφέα του βιβλίου, εξαίρετο συνάδελφο, φίλο και συνεργάτη, για τον τόσο επιτυχημένο συνδυασμό της επιστήμης με την εκλαΐκευσή της.
—7—
Γεράσιμος Α. Παπαδόπουλος
Είμαι βέβαιος ότι το βιβλίο θα βρει την ανταπόκριση που του αξίζει από το αναγνωστικό κοινό συμβάλλοντας σημαντικότατα τόσο στην εγκυκλοπαιδική ενημέρωση όσο και στην αντισεισμική προστασία. Αυτό το βιβλίο το συστήνω ανεπιφύλακτα σε κάθε ενδιαφερόμενο. Δρ. Ευθύμης Λέκκας Καθηγητής Δυναμικής Τεκτονικής Εφαρμοσμένης Γεωλογίας και Διαχείρισης Καταστροφών Πρόεδρος Τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών Πρόεδρος Οργανισμού Αντισεισμικού Σχεδιασμού και Προστασίας
—8—
Τι συμβαίνει στα έγκατα της Γης; Αίτια και κατηγορίες των σεισμών 1. Ποιo φυσικό φαινόμενο ονομάζεται «σεισμός»; Κάθε δόνηση του εδάφους (ground ή Earth shaking) που παράγεται από φυσικά αίτια, τα οποία έχουν την προέλευσή τους από το εσωτερικό της Γης, είναι σεισμός (earthquake). Όλες σχεδόν οι φυσικές δονήσεις του εδάφους έχουν το αίτιό τους στο εσωτερικό της Γης. Είναι όμως δυνατόν να παραχθεί φυσική εδαφική δόνηση και από εξωτερικά αίτια, π.χ. κατά τη διάρκεια μιας κατολίσθησης του εδάφους, κατά την πτώση μετεωριτών ή ακόμη και από τη βροχόπτωση. Αυτούς τους εδαφικούς κραδασμούς όμως δεν συνηθίζουμε να τους λέμε σεισμούς, αν και καταγράφονται από τα σεισμογραφικά όργανα. Εδαφικές δονήσεις μπορούν να παραχθούν και με τεχνητούς τρόπους, π.χ. από πυρηνικές δοκιμές ή τεχνητές εκρήξεις στο υπέδαφος. Η επιστήμη της Σεισμολογίας ενδιαφέρεται τόσο για τις δονήσεις που προκαλούνται από φυσικά αίτια (earthquake seismology), όσο και για εκείνες που προκαλούνται με τεχνητό τρόπο (explosion seismology).
2. Ποια είναι τα αίτια των σεισμών; Τα αίτια των σεισμών βρίσκονται στο εσωτερικό της Γης και είναι τρία. Το πρώτο είναι η διάρρηξη (rupture), δηλαδή το αιφνίδιο σπάσιμο των πετρωμάτων. Το δεύτερο αίτιο προκύπτει κατά την άνοδο του θερμού μάγματος (magma) από το εσωτερικό της Γης σε ανώτερα στρώματα του στερεού φλοιού (crust) σε ηφαιστειακές περιοχές. Οι εκρήξεις του μάγματος, αλλά και η πίεση που αυτό ασκεί σε γειτονικά πετρώματα κατά την άνοδό του, προκαλούν σεισμούς. Το τρίτο αίτιο είναι η κατάπτωση μεγάλων ογκόλιθων σε υπόγεια έγκοιλα (π.χ. σπήλαια) σε πολύ μικρό βάθος από την επιφάνεια. Γι’ αυτό οι σεισμοί διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες ανάλογα με το αίτιο που τους προκαλεί (βλ. Ερώτηση 3).
—9—
Το βιβλίο αποτελεί το πρώτο στην Ελλάδα στον τομέα της εκλαϊκευμένης Σεισμολογίας. Στις σελίδες του θα βρουν πολύτιμες πληροφορίες όχι μόνο το ευρύ κοινό, αλλά και εκπαιδευτικοί, μαθητές, φοιτητές, ειδικοί επιστήμονες, μηχανικοί και όσοι ενδιαφέρονται για τα φαινόμενα των σεισμών.
Βραβεύτηκε από την Tsunami Society (1993), την Ακαδημία Αθηνών (2002) και τον οργανισμό EuroScience (2004).
ISBN 978-618-205-095-8
Το παρόν βιβλίο αποτελεί το ένατο του συγγραφέα, το έκτο στη σειρά «Σεισμολογική Βιβλιοθήκη». Eπικοινωνία: gerassimospapadopoulos2@gmail.com
ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΔΙΑΘΕΣΗ Βατάτζη 55, 114 73 Αθήνα | ΤΗΛ.: 210 64 31 108 ocelotos@ocelotos.gr | www.ocelotos.gr
Στα Μονοπάτια του Εγκέλαδου
Διετέλεσε Πρόεδρος του Συστήματος Προειδοποίησης για Τσουνάμι στον ΒΑ Ατλαντικό Ωκεανό και στη Μεσόγειο (UNESCO, 20172020), Αντιπρόεδρος της Ευρωπαϊκής Συμβουλευτικής Επιτροπής για την Αξιολόγηση των Σεισμικών Προγνώσεων (1994-2000) και Μέλος στη 10μελή Διεθνή Επιτροπή για την Επιχειρησιακή Πρόγνωση των Σεισμών που συγκρότησε η ιταλική κυβέρνηση μετά τον καταστροφικό σεισμό της L’ Aquila το 2009.
Στα Μονοπάτια του Εγκέλαδου MΙΑ ΣΕΙΣΜΟΛΟΓΊΑ ΓΙΑ ΌΛΟΥΣ
• Β Ι Β Λ Ι Ο Θ Η Κ Η
Το βιβλίο αυτό καλύπτει όλα τα θέματα των σεισμών και των τσουνάμι. Τα φαινόμενα, οι συνέπειές τους, οι προσπάθειες πρόγνωσης και τα μέτρα αντισεισμικής προστασίας αναλύονται με απλότητα τέτοια, ώστε αφενός να είναι κατανοητά από τον κάθε αναγνώστη και αφετέρου να μη θυσιάζεται η επιστημονική ακρίβεια, και μάλιστα ακολουθώντας τις τελευταίες εξελίξεις στον τομέα της Σεισμολογίας.
Γεράσιμος Α. Παπαδόπουλος
Σ Ε Ι Σ Μ Ο Λ Ο Γ Ι Κ Η
Tιμήθηκε με διεθνή και εθνικά βραβεία, έδωσε δεκάδες προσκεκλημένων ομιλιών σε διεθνή συνέδρια και πανεπιστήμια σε όλες τις ηπείρους, έχει συμμετάσχει ως πρόεδρος ή μέλος σε σειρά διεθνών και εθνικών επιστημονικών επιτροπών και συμβουλίων, έχει διοργανώσει μεγάλα διεθνή επιστημονικά συνέδρια.
Ο
ι σεισμοί και τα συνοδά τους φαινόμενα, όπως τα τσουνάμι, αποτελούν τομές στην ιστορία των τόπων που πλήττουν. Η βιαιότητα των φαινομένων και τα καταστροφικά τους αποτελέσματα προκαλούν φόβο και δέος στο κοινωνικό σύνολο. Μικροί και μεγάλοι ενδιαφέρονται έντονα να μάθουν για τα φοβερά φαινόμενα και, παράλληλα, νιώθουν την ανάγκη να τα απομυθοποιήσουν και να «ξορκίσουν» τον φόβο τους.
Γεράσιμος Α. Παπαδόπουλος
μόζεται παγκοσμίως και αναφέρεται ως «Κλίμακα PapadopoulosImamura», φέροντας και το όνομα του συνσυγγραφέα της σχετικής εργασίας Iάπωνα καθηγητή F. Imamura.
6
160 × 230 SPINE: 9.6 FLAPS: 70
Ο Γεράσιμος Α. Παπαδόπουλος ασχολείται ερευνητικά με τη Σεισμολογία και την επιστήμη των τσουνάμι από το 1982, όταν έλαβε το διδακτορικό του από τη Σχολή Θετικών Επιστημών του ΑΠΘ. Διετέλεσε Ερευνητής, από το 1995, και Διευθυντής Ερευνών (20022018) στο Γεωδυναμικό Ινστιτούτο του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών, επισκέπτης Ερευνητής στο ΜΙΤ (Βοστώνη, 1984) και στο Εθνικό Κέντρο Γεωεπιστημών και Φυσικών Καταστροφών (Ιαπωνία, 1993), και προσκεκλημένος Καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Tohoku (Ιαπωνία, 2004). Υπηρέτησε στον Οργανισμό Αντισεισμικού Σχεδιασμού και Προστασίας (ΟΑΣΠ, 1985-1994). Έχει διευθύνει πολλά ερευνητικά προγράμματα και δημοσίευσε περισσότερες από 150 πρωτότυπες επιστημονικές εργασίες, οι οποίες έχουν λάβει πάνω από 4.700 αναφορές από άλλους ερευνητές σε όλο τον κόσμο.
ΕΚΔΟΣΕΙΣ
ο σ ε λ ότ ο ς
Από τις πλέον αναγνωρισμένες εργασίες του αφορά στη 12βάθμια κλίμακα μέτρησης της έντασης των τσουνάμι (2001) που εφαρ-