רְעִידַת אֲדָמָה (או רעש) היא תופעת טבע גאולוגית, המתרחשת לרוב באזורי המגע שבין הלוחות הטקטוניים, והקשורה לתאוריית טקטוניקת הלוחות. בעת רעידת אדמה גובר לחצה של אנרגיה אלסטית, המצטברת לאורך זמן תחת פני כדור הארץ על כוח החיכוך המתקיים בין הלוחות הטקטוניים, והיא מומרת לאנרגיה אקוסטית בצורת גלים סייסמיים, המרעידים את קרום כדור הארץ ואת פני הקרקע ואף קורעים אותם. באזורים מיושבים ובנויים, רעידת אדמה גורמת לרוב לנזק רב בנפש וברכוש, בהתאמה עם עוצמת הרעידה, המרחק ממוקד הרעש, איכות הבנייה וסוג הסלע עליו המבנה ניצב. חקר רעידות האדמה כולל השקעה רבה בשכלול יכולת חיזוי התופעה, שמוביל לפיתוח והתקנה של מערכות התרעה לטווח קצר, כדוגמת מערכת "תרועה" הנפרסת בישראל, המאפשרות זמן התרעה הנע בין שניות בודדות לעשרות שניות. כ־2 אחוזים מכלל רעידות האדמה בעולם מתרחשות שלא לאורך הגבולות של הלוחות הטקטוניים אלא: כתוצאה מהתפרצויות הרי געש (וולקניזם); כתוצאה מהיווצרות אגמים מלאכותיים שנוצרים בעקבות בניית סכרים; ורעידות אדמה בפנים הלוחות הטקטוניים, שמהווים תוצאה של פעילות טקטונית טרום היווצרות שני לוחות טקטוניים או יותר, כשבדרך כלל הפעילות היא על גבול ארכאי של 2 לוחות קדומים.
שמות רעידות האדמה.
רעידות אדמה הרסניות מקבלות שמות רשמיים או עממיים. ברוב המקרים, שם רעידת האדמה ניתן לה על פי שם אתר ידוע הקרוב ביותר למוקדה. כך למשל, רעידת האדמה ההרסנית שהתרחשה בארץ ישראל בשנת 1927, נקראה "רעידת האדמה של יריחו" (The Jericho 1927 Earthquake) עקב קרבתה של העיר יריחו למוקד. רעידת האדמה ההרסנית שהתרחשה בשנת 1989 באזור סן-פרנסיסקו, נקראה "רעידת האדמה של לומה פריאטה" (The 1989 Loma Prieta Earthquake) עקב קרבתו של מוקדה לפסגת ההר "" ברכס סנטה-קרוז שבקליפורניה. רעידת האדמה הזו מכונה גם "רעידת אליפות העולם בכדור בסיס" (), מכיוון שהיא התרחשה בזמן המשחק על אליפות צפון-אמריקה בכדור בסיס שהתקיים בסן-פרנסיסקו.
מאפייניה של רעידת אדמה.
רעידות אדמה בכדור הארץ מתרחשות בשל החיכוך בעת תנועת הלוחות הטקטוניים על פני קרום כדור הארץ.
תופעות אופייניות של רעידת אדמה חזקה, הן התמוטטות מבנים וגשרים, וכן גלי ים עזים. לעיתים קרובות סביב מועד רעידת אדמה גדולה, ישנן רעידות קטנות יותר, רעידות אלו יכולות לבוא הן לפני והן אחרי הרעידה.
כאשר מתרחשת רעידת אדמה בימים ובאוקיינוסים, לעיתים קרקעית הים זזה במידה רבה, או שמתחוללת התמוטטות של הר מצולה או הר על החוף מתמוטט לתוך המים, ואז נוצרים גלי ענק המכונים גלי צונאמי. גלים אלו נעים במהירות של מאות קמ"ש, ומגיעים לגובה של עשרות מטרים בהגיעם אל החוף. יפן היא אחת הארצות הסובלות מגלי ענק אלו, שקשה מאוד לחזותם, ויכולים לחדור מספר קילומטרים לתוך החוף ולהשאיר חורבן רב.
רעידות אדמה הנגרמות בהשפעת פעילות אנושית, נקראות רעידות אדמה מושרות.
הגלים הסייסמיים ומדידתם.
המקום בו התרחשה התנועה נקרא מוקד הרעידה. תנועה זו משחררת אנרגיה שהופכת לגלים סייסמיים - שהם גלי רעד בחומר - הנעים בכדור הארץ אל פני השטח, ומרעידים אותה מן המוקד (אפיצנטר) והלאה במעגלים הולכים ומתרחבים, הולכים ונחלשים.
ישנם שלושה סוגי גלים: גלי P, גלי S, וגלי L:
גלי P נעים על פני השטח, שבו ההתנגדות למעבר תנע נמוכה יותר, ומכאן מהירותם הגבוהה יותר. גלים ראשוניים אלו הם בעלי פוטנציאל היזק נמוך יחסית, ומהווים בעיקר כוח גוזר, הנע במקביל לפני הקרקע, ומכאן שיכולת הגזירה שלו נמוכה יחסית ("גלים משני שטח").
גלי S, לעומת זאת, נעים ממוקד הרעש, בצורה אנכית, אל פני כדור הארץ, בעברם דרך מרכז כדור הארץ, שהוא בחלקו נוזל צמיג, ומכאן שמהירות העברת התנע בו נמוכה יותר. משום כך השפעת הגל הזה מגיעה אל פני הקרקע באיחור, ביחס לגלי ה-P. מצד שני, לגלי ה-S ישנה יכולת גזירה בניצב אל פני הקרקע, ומכיוון שכך הם הרסניים ביותר (הם נקראים לעיתים "גלים משני נפח", וכשמם כן הם - הגזירה האנכית מפרקת כמעט כל מבנה, הבנוי אף הוא בניצב אל הקרקע).
כיוון שמהירות ההתפשטות של הגלים שונה, הם מגיעים בזמנים שונים למכשירי המדידה שבתחנות הסייסמוגרפיות. באמצעות מדידת הפרש הזמן בין ההגעה של הגלים השונים במספר נקודות, ניתן לבצע איכון של מוקד הרעש.
סולמות סייסמיים.
ישנם סולמות סייסמיים שונים המודדים את עוצמתן וגודלן של רעידות האדמה.
העוצמה הסייסמית של רעידת אדמה מיוצגת באמצעות ספרות רומיות (לדוגמה: I, II, III, IV, V), המציינות אפקטים שלה על פני השטח. אפקטים אלה מוערכים באמצעות דיווחים על השפעתם על תחושתם של בני אדם ובעלי חיים והשפעתם הישירה על נזקים במבנים בחתך רמות האיכות של מבנים אלה ודרגות הנזק שנגרמו להם. מבנים. דוגמאות לסולמות עצימות הם סולם מרקאלי האמריקאי, סולם MSK ו-EMS האירופאיים, האירופי, סולם ליידו הסיני, סולם JMA היפני ועוד.
המגניטודה – גודל רעידת האדמה, המבטא את כמות האנרגיה שהשתחררה בה – מיוצגת באמצעות ספרות הודיות-ערביות (,5,4,3,2,1,0), המציינות את גודלה במדידה לא ישירה של האנרגיה הסייסמית שהשתחררה בה בישראל. בעבר היו גאולוגים משתמשים בסולם ריכטר למדידת גודל רעידת אדמה, אולם סולם זה מתאים רק לרעידות אדמה מקומיות עד לדרגה 7. כיום משתמשים בסולמות מגניטודה אחרים, אם כי בדיווחי תקשורת עדיין משתמשים בשם "סולם ריכטר". דוגמה לסולם מגניטודה הוא סולם מגניטודה לפי מומנט. מגניטודת רעידת האדמה הכי גבוהה הייתה 9.5 בסולם ריכטר.
המכשיר הרושם את הגלים הסייסמיים נקרא סייסמוגרף.
התנזלות קרקע.
התנזלות קרקע היא תופעה גאולוגית בה קרקע לא מלוכדת הרוויה במים מתנהגת כנוזל צמיג בשל עומס יתר או תנודות עזות, והיא הסיבה העיקרית לנזקים כבדים הנגרמים למבנים בעת רעידת אדמה. התהליך מתרחש כאשר לתוך החלל שבין הגרגרים מחלחלים מים, המפרידים בין הגרגרים וגורמים להחלשת אחיזתם זה בזה, מה שגורם לקרקע להתנהג כנוזל. תופעה זו החלה להיחקר בשנת 1964 לאחר רעידות אדמה עזות בעיר ניגיאטה ביפן ורעידת האדמה של יום שישי הטוב באלסקה, בהן נצפו נזקי התנזלות כנטיית בניינים ושקיעתם, וכן ציפה של צנרת ביוב ומתקנים תת-קרקעיים. עם זאת, אירועים דומים תוארו עוד קודם לכן.
במהלך ההתנזלות מתרחשות בקרקע תופעות, שחלקן נראות על-פני השטח. אחת התופעות המסוכנות ביותר היא גלישה של שכבת קרקע עליונה מעל שכבה שהתנזלה, העשויה להתרחש גם במדרונות מתונים ביותר. גלישה כזו עשויה להתרחש אף במישור שאינו משופע, ואז תתרחש במרחקים קצרים ובתנודות דו-כיווניות ומחזוריות, כאשר משך התנודות משפיע על יכולתם של הקרקע והמבנים שעליה לשוב ולהתייצב. תנודות מסוג זה סודקות את הקרקע ויוצרות בה שברים. התנזלות של שכבת קרקע גורמת לדחיסת הגרגרים, לשקיעתה של השכבה ולפליטה של חול ומים מתוכה, ואף ליצירת "מזרקות" בוץ לאורך סדקים הבונות מבנים חוליים חרוטיים המכונים "הרי געש של חול".
חיזוי רעידות אדמה.
חיזוי רעידות אדמה נחלק לשני תחומים: חיזוי לטווח ארוך וחיזוי לטווח קצר המתחלק גם כן לשני תחומי משנה:
חיזוי לטווח ארוך.
חיזוי לטווח ארוך מתבסס על עיבוד סטטיסטי של נתונים סייסמיים, ומהם מעריכים את התדירות והגודל (מגניטודה) של רעידות האדמה באזור מסוים. לדוגמה, באזורנו חוּשב כי רעידת אדמה בגודל של יותר מ-6 בסולם ריכטר מתרחשת אחת למאה שנה בממוצע גס למדי. הסיכוי לרעידת אדמה גדל ככל שחולף זמן רב יותר מאז הרעידה האחרונה. על הנחה זו מתבססת תאוריה נוספת של חיזוי לטווח ארוך - מיפוי פערים סייסמיים. פער סייסמי הוא מקטע בהעתק פעיל שלא התרחשה בו רעידת אדמה במשך זמן רב, ומשערים כי רעידה חזקה צפויה להתרחש בו בעשורים הקרובים.
חיזוי לטווח קצר.
כאמור, חיזוי זה מתחלק גם כן לשני תחומים עיקריים:
חיזוי על פי מדדים שהופעתם עלולה להעיד על רעידת אדמה קרֵבה. מדובר בתופעות שונות המעידות כמו רעידות אדמה קטנות יחסית, שתדירות הופעתן חורגת מהדגם האופייני לאזור ובדיעבד עלולות להיחשב כרעידות משנה מקדימות (Foreshocks), שינוי במוליכות החשמלית של הסלע, שינויים בריכוז גז רדון בקרום כדור הארץ ושפיעתו אל מעל פני הקרקע, שינויים במפלסי המים בבארות, שינויים בהתנהגות בעלי חיים ועוד. עם זאת, לא נתגלתה תופעה מקדימה משותפת לכל רעידות האדמה המהווה תנאי הכרחי להתרחשותן, ואין כלל הכרח שיופיעו סימנים כאלה. לפיכך, שיטה לחזוי רעידות אדמה בטווח של ימים אינה מעשית בשלב זה של המחקר בעולם.
חיזוי של רעידת אדמה ברמה המיידית.