רעידת אדמה היא תופעת טבע נפוצה בכדור הארץ, עד כדי כך שמדי שנה נמדדות מיליוני רעידות בכל רחבי העולם. לפי תיאוריית הלוחות, שהתפתחה בשנות ה-60 של המאה הקודמת, קרום כדור הארץ מורכב מלוחות בגדלים שונים שנעים בהתמדה. התנועה היחסית בין הלוחות העצומים והחיכוך ביניהם הם אלה שגורמים לאדמה לרעוד.
תרשים: נאס"א
הגודל של רעידת האדמה במוקד
רעידות האדמה הן תזוזה מהירה לאורך משטח החיכוך שבין חלקי הקרום של כדור הארץ. בעוד בחלקו התחתון של הלוח קיימת תנועה רציפה, משטח החיכוך של החלק העליון של הלוח, הקרום, "נעול" בדרך כלל ואין עליו תנועה, עד שהמאמץ משתחרר בבת אחת ברעידת האדמה.
ברעידות אדמה משתחררת כמות אדירה של אנרגיה והמוקד שלה נחשב המקום שבו היא מתחילה. נכון להיום אין עדיין שיטה למדוד ישירות את האנרגיה שמשתחררת ברעידת האדמה (אנרגיה סיסמית) ואנו מבטאים אותה על פי גודלה ("מגניטודה"). המגניטודה, שהוגדרה לראשונה על ידי צ'רלס ריכטר בשנת 1934, היא מדד של האנרגיה הסיסמית שהשתחררה במוקד הרעידה. רעידת האדמה החזקה ביותר שנמדדה הייתה בגודל של 9.2. רעידת אדמה חזקה (בגודל של יותר מ-6) גורמת בדרך כלל לקריעה של פני השטח.
רעידת האדמה בסן פרנציסקו ב-1908 | תמונה: ויקיפדיה
רעידת האדמה בנפאל
רעידת האדמה בנפאל, שהייתה בגודל 7.8, התרחשה ב-25 באפריל 2015 בשעה 11:56 לפי השעון המקומי. מוקד הרעידה היה כ-77 ק"מ מצפון מערב לעיר הבירה קטמנדו ובעומק רדוד של 15 ק"מ מתחת לפני הקרקע.
נפאל יושבת על גבול הלוחות שבין הפלטה של הודו לפלטה האירואסייתית, שכתוצאה מההתנגשות ביניהם נוצר רכס ההימליה. נכון למועד כתיבת הכתבה הזו איננו יודעים את מספר ההרוגים, אך ברור שמדובר באלפים רבים. הסיבה לכך היא שהרעידה הייתה חזקה מאוד והתרחשה באזורים מאוכלסים (ככל הנראה יותר ממאה מיליון אנשים חשו בה) בעלי תשתיות חלשות, עם בנייה לקויה שאיננה עומדת בתקנים.
התשתית בנפאל בעייתית משום שבעמקים, שבהם מרוכזות הערים הגדולות כמו קטמנדו ופוקרה הקרקע מורכבת מחרסית וחוואר, ואילו בהרים השיפועים חדים מאוד ויש סכנה גדולה לגלישות קרקע עצומות. התשתית הזו משפיעה מאוד הן על הנזק המיידי והן על האפשרויות לחלץ נפגעים ולשלוח סיוע לכפרים המרוחקים.
נוסף על כך, תושבי הכפרים בהרי ההימליה חשופים לפגעי מזג האוויר האופייני באזור, שכוללים טמפרטורות נמוכות מאוד, גשמים ואף שלג. כל אלה מקשים מאוד על הצלת האוכלוסייה בכפרים ומקטינים את סיכויי ההישרדות שלה.
הנזק שנגרם בנפאל הוא גדול מאוד ויידרש זמן רב מאוד עד שהמדינה הענייה הזאת תתאושש מהאסון שנפל עליה. יעבור זמן עד שיגיעו לכל הכפרים, חלק מהניצולים לא ישרדו עד אז את פגעי מזג האוויר והיעדר האספקה, יידרש זמן רב עוד יותר לשקם את הכבישים ולבנות מחדש את הבתים שנהרסו.
הנזק ברעידת האדמה
שיעור הנזק (העוצמה המורגשת בכל אתר) שייגרם מרעידת אדמה תלוי במספר גורמים:
א. גודל (מגניטודת) הרעידה: ככל שהמגניטודה גבוהה יותר, תנודות הקרקע תהיינה חזקות יותר.
ב. המרחק מהמוקד: ככל שקרובים יותר למוקד, תנודות הקרקע הצפויות תהיינה חזקות יותר.
ג. אופי התשתית: תשתית הקרקע עלולה להגביר או להפחית את עוצמת הגלים הסיסמיים. ראוי לציין בהקשר הזה את רעידת האדמה במקסיקו סיטי, שבה חלקי העיר שהיו בנויים על תשתית שהגבירה את תנודות הקרקע, ניזוקו קשה מרעידה שהמוקד שלה היה במרחק של 400 ק"מ מהם, בעוד אתרים הרבה יותר קרובים למוקד שנבנו על תשתית קשה יותר, ולכן "סלחנית" יותר, ניזוקו הרבה פחות. דוגמה לכך קיימת בארץ במפרץ חיפה ובמישור החוף, שם התשתית מורכבת מסלעים בלתי מלוכדים שמגבירים את הזעזועים, ולכן צפויות שם עוצמות סיסמיות גבוהות יותר.
ד. סוג המבנה ואופי הבנייה. ברור לכל שלתכנון ולבניה נכונה ועל פי התקן יש חשיבות מכרעת בקביעת גודל הנזק כתוצאה מרעידה. ידוע המשפט שאומר שאנשים לא נהרגים מהרעידה, אלא מהבית שמתמוטט עליהם. לכן תכנון ובנייה נכונים עשויים להקטין באופן משמעותי ביותר את הנזק בנפש וברכוש עקב רעידת אדמה. אחרי הכול, במקום שאין בו מבנים, יש הרבה פחות סיכון כשהאדמה רועדת.
השילוב בין ארבעת הגורמים הללו הוא מה שקובע את שיעור הנזק שגורמת רעידת אדמה. ידועות רעידות חזקות שגרמו נזקים קטנים יחסית ולעומתן רעידות חלשות יותר שגרמו נזק עצום. רעידת האדמה באזור סן פרנסיסקו ב-1989 (גודל 6.8) הסתיימה ב-61 הרוגים, ולעומתה רעידת האדמה שהתרחשה שנה קודם לכן בארמניה בגודל דומה ובמרחק דומה מהמוקד גרמה ל-55 אלף הרוגים.
נזקים נלווים
מרבית הנזק נגרם בדרך כלל ישירות מתנודת הקרקע עקב הרעידה, אולם כשלי התשתית או פגיעה בה היכולים לגרום נזק רציני גם למבנים שנבנו היטב:
1. גלישות סלע: מפולות של סלעים או אפילו של חלקי הר שלמים שגולשים ממקומם על כל מה שנמצא עליהם או מתחת להם.
2. התנזלות התשתית: תשתית חולית בלתי מלוכדת ורוויה במים עלולה להתנזל בזמן רעידת אדמה ולאבד את יכולתה לתמוך ביסודות המבנים שנבנו עליה. כתוצאה מכך התשתית דוחקת למעלה עצמים שמשקלם הסגולי קטן ממשקל המים, ועצמים כבדים יותר שוקעים לתוכה. חלק ניכר מהנזקים שגרמה רעידת האדמה בקובה שביפן בתחילת 1995 מיוחס לתופעה הזו, וממחיש את מה שעלול לקרות לאורך מישור החוף אצלנו אם יתקיים השילוב הקטלני בין רעידה חזקה וקרובה לתשתית מתנזלת.
3. קריעת פני השטח: מבנים שעומדים על קו ההעתק שלאורכו מתרחשת קריעה של פני השטח נפגעים בצורה קשה בלי קשר לאיכות הבנייה שלהם, מאחר שתוואי הקרקע עצמו משתנה.
4. צונמי: נחשול ים בגובה שיכול להגיע לעשרה מטרים, שנוצר עקב רעידת אדמה או גלישות גדולות בקרקעית הים. בישראל קיימות עדויות היסטוריות להתרחשות התופעה בים התיכון ובים המלח, במפרץ אילת ובכנרת, אבל בהיקף מוגבל בלבד. ברעידת האדמה של נואיבה בשנת 1995 דווח על גל ים בגובה של כמטר אחד שהיכה במפרץ אילת.
הרס בעקבות צונמי במינטו שביפן, 2011 | צילום: צי ארה"ב
מכל זה מתברר שהגדרת הסיכון הסיסמי בכל אתר אינה פשוטה כלל. עלינו להכיר היטב את התשתית המקומית ולהעריך היכן תהיה הרעידה הבאה ובאיזו עוצמה. עלינו גם לאמוד את איכות הבנייה כדי שנוכל לחזות את הנזק שיגרם למבנה. הערכת הסיכון חשובה מאוד לתכנון נכון של בנייה חדשה ולקבלת החלטות בנוגע לחיזוק מבנים ישנים, ובמיוחד מבני ציבור, מפעלים מסוכנים, מבנים של שרותי החרום (בתי חולים, תחנות כיבוי אש וכו') וקווי חיים (דרכים, קווי מים, תשתיות תקשורת וכו').
רעידות אדמה בישראל בעבר ובעתיד
ההיסטוריה של ארץ ישראל שופעת עדויות להתרחשותן של רעידות אדמה, שחלקן היו חזקות דיין כדי לגרום אסונות כבדים. החומר המתועד על רעידות אדמה בישראל מלמד אותנו שהיו באזורנו רעידות אדמה חזקות בעבר ויתרחשו גם בעתיד. מניתוח הנתונים הקיימים לגבי העבר וההווה ניתן להעריך שמרבית האסונות הגדולים נגרמו מרעידות אדמה שמוקד התרחשותן היה לאורך בקע ים המלח. כל הערים העתיקות החשובות בארץ, כגון יפו, חברון, ירושלים, שכם, יריחו, עזה, רמלה, בית שאן, צפת וטבריה, נפגעו קשה לפחות פעם אחת באלף השנים האחרונות.
נתונים על רעידות האדמה שהתרחשו בעבר בארץ נאספים באגף הסייסמולוגי של המכון הגיאופיסי. על פי הנתונים האלה מעריכים את שכיחות התרחשותן של רעידות אדמה כפונקציה של גודלן בכל אזור פעילות. כך נקבע שאחת ל-80 עד 100 שנה תתרחש רעידת אדמה אחת או יותר במגניטודה של 6 ומעלה בקטע שבין דרום ים המלח לבקעת הלבנון – אזור שבקרבתו מצויים מרכזי אוכלוסין רבים.
רעידות האדמה המשמעותיות האחרונות באזור התרחשו בשנת 1837 (המוקד היה באזור עמק החולה והמגניטודה כ-6.7), ב-1927 (המוקד היה בצפון ים המלח והמגניטודה 6.2), וב-1995 (בים האדום מול דהב בסיני). רעידת האדמה של 1995 הייתה במגניטודה 7.1, אך למזלנו הטוב היא התרחשה כמאה ק"מ מדרום לאילת ולא כמאה ק"מ מצפון לו, אחרת היה נגרם נזק גדול מאוד במדינת ישראל.
אפשר אם כן לומר שרעידת אדמה חזקה במדינת ישראל היא לא שאלה של אם אלא רק של מתי. ההסתברות לרעידה בגודל של 7.5 ומעלה נמוכה יחסית, אך יש סיכוי הרבה יותר גבוה לרעידת אדמה בגודל של 6.5-6 והיא תסב כנראה נזקים משמעותיים. מדינת ישראל מצויה כמעט כולה בתחום "השדה הקרוב" של אזור הפעילות שלאורך בקע ים המלח והעתק הכרמל. יש גם אזורים רחוקים יותר, כמו הנגב המערבי, אך ריכוז האוכלוסייה בהם נמוך מאוד. מכאן אנו למדים שכל רעידת אדמה חזקה שתתרחש מאזור ים המלח וצפונה תגרום ככל הנראה לנזקים כבדים.
הדרך הנכונה להתמודד עם סיכוני רעידות אדמה היא להיערך נכון לקראתה, כלומר לדאוג לתכנון ובנייה נכונים ולארגן מראש את מערכות הפינוי, ההצלה והתמיכה שיפעלו בעקבותיה. על הגיאולוגים והסיסמולוגים לספק את נתוני התשתית העדכניים; על המהנדסים, המתכננים, והקבלנים לבנות את הבניינים בהתאם לתקנים; על הצבא, המשטרה ומשרדי הממשלה להיערך כראוי לשעת חירום; ועלינו האזרחים לזכור שאחרי רעידת אדמה משמעותית סביר להניח שכוחות ההצלה לא יוכלו לטפל מיידית בכל הנפגעים ולהגיע לכל הבתים ההרוסים.
על כולנו, גורמי השלטון והאזרחים, לעשות הכל כדי שהתמונות שאנו רואים בנפאל לא יחזרו על עצמן גם אצלנו. בידינו הדבר!
ד"ר אריאל היימן
מנכ"ל מכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
.jpg) |
הנזק ברעידת האדמה
שעור הנזק (למעשה העוצמה המורגשת בכל אתר ואתר) שיגרם כתוצאה מרעידת אדמה תלוי במספר גורמים:
א. מגניטודת הרעידה; ככל שהמגניטודה גבוהה יותר, תנודות הקרקע הצפויות תהיינה חזקות יותר.
ב. המרחק מהמוקד; ככל שהמרחק קטן יותר תנודות הקרקע הצפויות תהיינה חזקות יותר.
ג. אופי התשתית; לאופי התשתית חשיבות רבה בקביעת העוצמה של רעידת האדמה במקום מסויים. התשתית עלולה להגביר
(או להנחית) את עצמת הגלים הסייסמיים ומכאן שתשתית שתגרום להגברה היא תשתית מסוכנת יותר. ראוי לציין את המקרה הידוע של רעידת האדמה במכסיקו סיטי בה חלקי העיר, שהיו בנויים על תשתית שהגבירה את תנודות הקרקע, ניזוקו קשה מרעידה שהתרחשה במרחק
ד. סוג המבנה ואופי הבניה. ברור לכל כי לתכנון וביצוע נכון של בניית הבניינים השונים יש חשיבות מכרעת בקביעת גודל הנזק כתוצאה מרעידה. ידוע המשפט שאומר שאנשים לא נהרגים על ידי הרעידה - הם נהרגים מהבית המתמוטט עליהם. ולפיכך תכנון ובניה נכונים ועל פי התקן עשויים להקטין באופן משמעותי ביותר את הנזק הצפוי בנפש וברכוש עקב רעידת אדמה. ניתן לסכם נקודה זו במשפט: "במקום שאין מבנים אין סיכון ברעידת האדמה!"
השילוב בין ארבעת הגורמים הללו הוא שקובע את שעור הנזק ברעידה. ידועות רעידות חזקות שגרמו לנזקים קטנים יחסית ורעידות חלשות יותר שגרמו לנזקים עצומים. רעידת האדמה שהתרחשה באזור סן-פרנסיסקו ב- 1989 (מגניטודה 6.8) גבתה 61 הרוגים ולעומתה רעידת האדמה שהתרחשה בארמניה עם אותה מגניטודה ומרחק דומה למוקד בשנת 1988 גרמה ל- 55,000 הרוגים, ואילו לאחרונה, רעידת האדמה של האיטי עם מגניטודה 7 גרמה ככל הנראה לכ- 200,000 הרוגים ועשרות אלפי מבנים הרוסים.
מרבית הנזק נגרם בדרך כלל בגלל תנודת הקרקע עקב הרעידה. אולם, ישנו גורם נוסף הגורם לנזקים בזמן רעידת אדמה והוא כשלי התשתית או פגיעה בה היכולים לגרום לנזק רציני אף למבנים שניבנו כראוי: (1) גלישות סלע שלעיתים מגיעים לסדרי גודל של חלקי הר הגולשים על כל הבנוי והקיים עליהם; (2) התנזלות התשתית. תשתית חולית בלתי מלוכדת הרוויה במים עלולה לעבור התנזלות בזמן רעידת אדמה ולאבד את יכולתה לתמוך ביסודות המבנים הבנויים עליה. כתוצאה מכך דוחקת התשתית כלפי מעלה עצמים שמשקלם הסגולי קטן ממשקל המים, ועצמים כבדים מהמים שוקעים. חלק ניכר מהנזקים שנגרמו כתוצאה מרעידת האדמה שהתרחשה בקובה שביפן בתחילת 1995, מיוחסים לתופעה זו וממחישים את שעלול לקרות לאורך מישור החוף אצלינו אם יתקיים השילוב "הקטלני" בין רעידה חזקה וקרובה ותשתית מתנזלת. (3) קריעת פני השטח (surface rupture) כתוצאה מרעידת האדמה. מבנים הממוקמים על קו ההעתק נפגעים בצורה קשה וזאת ללא תלות באיכות וטיב הבניה. (4) צונמי שהוא גל ים (נחשול) בגובה של עד כ-
מכל שנאמר עד כאן מתברר כי הגדרת הסיכון הסייסמי בכל אתר ואתר אינה פשוטה כלל ועיקר. עלינו להכיר היטב את התשתית המקומית ולהעריך נכונה היכן תהיה הרעידה ובאיזה מגניטודה. עלינו גם לקבוע בדרך זו או אחרת את איכות הבניה על מנת שנוכל לחזות את הנזק שיגרם למבנה. הערכת הסיכון חשובה מאד לצורך תכנון נכון של בניה חדשה כמו גם לגבי קבלת החלטות לגבי חיזוק מבנים ישנים ובעיקר מבנים ציבוריים, מפעלים מסוכנים, מבנים של שרותי החרום (בתי חולים, מבני מכבי אש וכו') וקווי חיים (דרכים, קווי מים, תשתית תקשורת וכו').
לימוד על רעידות אדמה בעבר
על רעידות אדמה בעבר (גודלן, מיקומן ותיארוכן) אנו יכולים ללמוד בכמה אופנים: (א) מחקרים העוסקים בזיהוי קווי העתקה ובלימוד תת הקרקע הרדוד על מנת לזהות את מספר הרעידות ואת גילן. מחקרים אלו הקרויים "מחקרים פלאוסייסמיים" עוסקים באלפי ועד מאות אלפי השנים האחרונות. (ב) מחקרים היסטורים וארכאוסייסמיים. מחקרים אלו עוסקים בלימוד רעידות האדמה על פי נתונים היסטוריים ועל פי זיהוי נזקי רעידות האדמה באתרים ארכיאולוגיים. מחקרים אלו עוסקים באלפי השנים האחרונות. (ג) ניתור רעידות האדמה בעזרת מיכשור. מידע זה הוא כמובן המדוייק ביותר אך קיים מספר עשרות שנים בלבד.
רעידת האדמה בהאיטי
רעידת האדמה בהאיטי במגניטודה 7, התרחשה ב- 12 בינואר 2010 בשעה 16:53 לפי השעון המקומי. מוקד הרעידה היה כ-
האיטי יושבת על גבול הלוחות שבין הפלטה הצפון אמריקאית שמצפון לפלטה הקריבית שמדרום לה. גבול הלוחות באזור זה הוא גבול של תנועה אופקית בין שני הלוחות (בדומה למצב אצלינו). רעידת האדמה נגרמה כתוצאה משחרור לחץ שהצטבר לאורכו של העתק גדול (Enriquillo-Plaintain Garden fault) במשך 250 השנה האחרונות. ברעידת האדמה נהרגו ככל הנראה כ- 200,000 אישה ואיש, מאות אלפים אחרים נפצעו, רבים רבים נותרו ללא קורת גג. קשה להעריך בשלב זה את הנזק הכספי והוא מוערך כרגע במספר מליארדי דולרים.
הנזק שנגרם בהאיטי הוא גדול ביותר בכל קנה מידה. ההסבר לכך נובע משלושה גורמים: א. הרעידה הייתה חזקה ביותר, כאמור במגניטודה 7. ב. הרעידה הייתה קרובה מאד לעיר הבירה ולמוקדים עירוניים נוספים ובעומק רדוד מאד של
רעידות אדמה בישראל בעבר ובעתיד
ההיסטוריה של ארץ ישראל משופעת עדויות על התרחשותן של רעידות אדמה, חלקן חזקות דיין בכדי לגרום לנזקים ואסונות כבדים. החומר המתועד על רעידות אדמה בישראל מלמד אותנו, שאזורנו חשוף לתופעת טבע זו: היו באזורנו רעידות אדמה חזקות בעבר וכאלו תתרחשנה גם בעתיד. מניתוח של הנתונים הקיימים לגבי העבר וההווה (השנים האחרונות) ניתן להעריך כי מרבית האסונות נגרמו מרעידות אדמה שמוקד התרחשותן היה לאורך בקע ים המלח. כל הערים העתיקות החשובות כגון: יפו, חברון, ירושלים, שכם, יריחו, עזה, רמלה, בית שאן, צפת וטבריה נפגעו באופן קשה לפחות פעם אחת ב- 1000 השנים האחרונות.
נתוני תנודות הקרקע עקב רעידות אדמה שהתרחשו בעבר בארץ נאספים באגף הסייסמולוגי של המכון הגיאופיסי. מנתונים אלו אנו מעריכים את הקשר בין שכיחות התרחשותן של רעידות אדמה כפונקציה של המגניטודה עבור אזור פעילות. כך נקבע שאחת לכ- 100-80 שנה תתרחש רעידת אדמה אחת או יותר במגניטודה 6 ומעלה, בקטע שבין דרום ים המלח לבקעת הלבנון, קטע אשר בקרבתו מצויים מרכזי אוכלוסין.
רעידות האדמה המשמעותיות האחרונות התרחשו ב- 1837 (המוקד היה באזור עמק החולה והמגניטודה כ- 6.7), ב- 1927 (המוקד בצפון ים המלח ובמגניטודה של 6.2), וב- 1995 (מוקד בים האדום מול דהב בסיני). רעידת האדמה של 1995 הייתה במגניטודה 7.1. למזלנו הטוב התרחשה רעידה זו כ-
איננו יודעים לצערינו לצפות מתי בדיוק תתרחש רעידת האדמה המשמעותית הקרובה. יחד עם זאת ברור שהיא תקרה. הפתרון טמון לפיכך בהערכות לפני רעידת האדמה קרי, התכנון והבניה הנכונים כמו גם ארגון מערכות הפינוי, ההצלה והתמיכה שיפעלו בעקבות רעידת האדמה. על הגיאולוגים והסייסמולוגים לספק את נתוני התשתית העדכניים. על המהנדסים, המתכננים, והקבלנים לבנות את הבניינים בהתאם לתקנים. על גורמי הטיפול באוכלוסיה כמו הצבא, המשטרה ומשרדי ממשלה אחרים להערך כראוי לשעת חרום. עלינו האזרחים לזכור כי לאחר רעידת אדמה משמעותית סביר להניח שכוחות ההצלה לא יוכלו לטפל מיידית בכל הנפגעים ולהגיע לכל הבתים ההרוסים. על כולנו, גורמי השלטון והאזרחים לעשות הכל על מנת שהתמונות שראינו מהאיטי לא יחזרו אצלינו. בידינו הדבר!
