Zemestrīce

Zemestrīce ir pēkšņa enerģijas atbrīvošanās Zemes garozā, kā rezultātā veidojas seismiskie viļņi. Zemestrīces parasti rodas litosfēras plātņu sadursmes vietās. Spriegums palielinās, līdz viena no plātnēm gūst virsroku. Tad notiek straujš trieciens, kas izraisa zemestrīci. Šādas plātņu sadursmes parasti notiek 5—15 kilometru dziļumā. Zemestrīces tiek reģistrētas ar seismogrāfiem, kas pazīstami arī kā seismometri. Zemestrīces cilmvietas centrālo punktu sauc par hipocentru. Punktu uz Zemes virsmas tieši virs hipocentra sauc par epicentru. Spēcīgākie viļņi ir hipocentrā, bet, izplatīdamies tālāk, tie pavājinās.
Lai novērtētu zemestrīces spēku, ir ieviestas vairākas mērīšanas skalas, no kurām visbiežāk izmanto Rihtera skalu. Pēc šīs skalas zemestrīces, kuras ir vājākas par 3 magnitūdām, cilvēks tikpat kā nemaz neizjūt, savukārt, ja zemestrīces spēks ir lielāks par 7 magnitūdām, tad tā izraisa lielus postījumus plašā teritorijā. Zemestrīču svārstību intensitāte tiek mērīta ballēs pēc Merkalli skalas.
Virs zemestrīces izcelšanās vietas tā ir jūtama kā Zemes virsmas trīcēšana un drebēšana, dažreiz arī ir redzamas Zemes virskārtas izmaiņas. Pēc spēcīgām zemestrīcēm, kuras notiek jūrā netālu no sauszemes un rada ievērojamas jūras dibena izmaiņas, izceļas cunami viļņi. Zemestrīču svārstības var arī izraisīt zemes nogruvumus, kā arī vulkānisko darbību.
Būtībā ar terminu zemestrīce apzīmē jebkuru seismisku aktivitāti, kā rezultātā rodas seismiskie viļņi, neatkarīgi, vai tā ir dabas parādība, vai to izraisa cilvēks. Zemestrīces galvenokārt rodas ģeoloģisko procesu rezultātā, bet tās var rasties arī vulkāniskas darbības, zemes nogruvumu, sprādzienu un kodoleksperimentu rezultātā.

Dabiski radušās zemestrīces

Lielākā daļa no dabiski radušamies zemestrīcēm ir saistītas ar Zemes tektonisko dabu. Šādas zemestrīces tiek sauktas par tektoniskajām zemestrīcēm. Zemes litosfēra sastāv no vairākām plātnēm, kuru lēno un nemainīgo kustību izraisa Zemes mantijas un kodola izstarotais siltums. Siltums izraisa iežu plūsmu Zemes dzīlēs, kas savukārt liek kustēties plātnēm. Tektoniskās plātnes, savā starpā slīdot vienai gar otru, rada mehānisko spriegumu. Kad tiek sasniegta sprieguma kritiskā vērtība, kuru sauc arī par lokālo spēku, notiek negaidīts trieciens, kas izraisa zemestrīci. Tektonisko plātņu malas, kur notiek zemestrīces, sauc par lūzuma zonām. No lūzuma vietām, kur notiek zemestrīce, izplatās seismiskie viļņi, kuri sasniedzot Zemes garozas virsmu, rada pārmaiņas apkārtējā vidē — tiek sagrautas ēkas, tilti, deformētas dzelzceļa sliedes, uz Zemes virsmas var pat parādīties plaisas.
Pirms zemestrīces ap plaisu Zemes garozā norisinās divu milzīgu spēku cīņa. Vienu no šiem spēkiem raksturo bīdes spriegums, kas rodas, plātnēm slīdot vienai gar otru. Savukārt otru mehānisko spriegumu nosaka spēks, ar kādu plātnes spiež viena uz otru un kas notur tās uz vietas. Ņemot vērā šo abu spēku mijiedarbību, ģeologi aprēķina tā saukto Kulona spriegumu, kura ietekmē Zemes garozā izveidojas plaisa.
Ja bīdes spriegums kļūst pārāk liels vai spiediens, kas notur plātnes vienu uz otras, mazinās, plātnes spēji pārvietojas un izceļas stipra zemestrīce. Lai gan tā atbrīvo lielu daļu enerģijas, spriegums neizzūd pavisam. Daļa sprieguma pārvietojas uz citu vietu tajā pašā plātņu lūzuma zonā vai kādā netālu esošā atzarojumā.

Seismisko viļņu pieraksts

Zemestrīces pētī seismologi. Aparātu, kuru izmanto seismisko viļnu izraisīto grunts svārstību mērīšanai, sauc par seismogrāfu. Tas sastāv no rotējoša cilindra atsperē pakārtas inertas masas, pie kuras piestiprināts pašrakstītājs. Zemestrīces laikā cilindrs vibrē, bet pašrakstītājs uz lentes zīmē līniju, ko sauc par seismogrammu.

Zemestrīču prognozēšana

Līdz šim nav izdevies noteikt, kur un kad gaidāma zemestrīce, un cik spēcīga tā varētu būt. Vairāk nekā trīsdesmit gadus visas pasaules ģeologi ir centušies atrast zemeslodes seismiskās aktivitātes likumsakarības. Šo pētījumu rezultātā ir izstrādātas metodes, ar kuru palīdzību var paredzēt zemestrīču tuvošanos. Laiku pa laikam prognozes ir piepildījušās, taču vairumā gadījumu izrādījušās kļūdainas.
Līdz 1997. gadam bija izvirzīta teorija, kas apgalvoja, ka lielās zemestrīces ir izolēti gadījuma rakstura notikumi, kurus nav iespējams iepriekš paredzēt. Taču amerikāņu seismologi no ASV Ģeoloģijas institūta Ross Šteins un Džeimss Dītrihs izvirzīja citu teoriju par to, ka lielāka zemestrīce vienā un tajā pašā teritorijā var izraisīt vairākas citu citai sekojošas zemestrīces. Šie zinātnieki kopā ar Aikutu Barka no Stambulas Tehniskās universitātes neatbalstīja līdzšinējo teoriju, turklāt tā nebija pārbaudīta praksē.
1990. gadu sākumā Ross Šteins ar kolēģiem no ASV Ģeoloģijas institūta nolēma Sanandreasa kontinentālo plātņu lūzuma zonā pētīt zemestrīču pēcgrūdienus. Iepriekšējo zemestrīču izvērtējums liecināja, ka nākamā zemestrīce varētu sekot pirmajai dienu vēlāk ar 67 % varbūtību, kas 20 000 reižu pārsniedz zemestrīces izcelšānās iespēju jebkurā citā dienā. Tāpēc pārsteigumu neizraisīja fakts, ka 6,5 balles stiprā zemestrīce 1992. gada jūlijā pie Lielā Lāču ezera sākās tikai trīs stundas pēc 7,3 balles spēcīgās zemestrīces netālu no Lendersas. Par laimi, abas zemestrīces skāra mazapdzīvotas teritorijas.
Taču Lielā Lāču ezera zemestrīce radīja zināmu neizpratni, jo izcēlās citā plātņu lūzuma zonā. Lai gan pēc laika tā atbilda pēcgrūdienam, tomēr notika neparedzētā vietā. Ģeologi uzskatīja, ka saskārušies ar līdz tam neizpētītu sakarību starp zemestrīcēm. Analizējot agrākās zemestrīces Kalifornijā, zinātnieki secināja, ka Lielā Lāču ezera zemestrīce nav vienīgais šāda veida fenomens. Zemestrīcēm sekojošie pēcgrūdieni vairākkārt bija notikuši pavisam citās plātņu lūzuma vietās. Šī pieredze ļāva izstrādāt pilnīgi jaunu zemestrīču prognozēšanas stratēģiju.
Viens no pirmajiem jaunās teorijas piekritējiem bija seismologs Džons Makloskijs no Olsteras universitātes Ziemeļīrijā, kurš prognozēja, ka pēc 2004. gada Indijas okeāna zemestrīces tuvākajā laikā atkal šajā apvidū būs spēcīga zemestrīce. Viņa prognozes izrādījās pareizas, jo 2005. gada 28. martā netālu no iepriekšējās zemestrīces vietas notika 8,7 balles stipra zemestrīce. Tas dod cerības, ka kādreiz būs iespējams izstrādāt uzticamu riska novērtējumu. Tas ļautu cilvēkiem laikus sagatavoties. Dažreiz zemestrīci var novērst, iežos iesūknējot ūdeni, lai atbrīvotu saķērušās plātnes. Arī neliels sprādziens var iekustināt plātnes, pirms spriegums ir sasniedzis pieļaujamo lielumu.

Zemestrīču mērīšana

Zemestrīču spēka mērīšanai kalpo divas skalas. Pēc Rihtera skalas mērī seismisko viļņu stiprumu, bet pēc Merkalli skalas nosaka, kādu iespaidu zemestrīce atstājusi uz cilvēkiem un ēkām. Vāja zemestrīce lielā pilsētā, kur ir daudz ēku un cilvēku, var izraisīt nopietnākas sekas nekā ļoti spēcīga zemestrīce mazapdzīvotos apvidos.

Pēcgrūdieni

Vairākums zemestrīču notiek vietās, kur saduras divas kontinentālās plātnes. To savstarpējā mijiedarbība pazemē rada lielu iekšējo spriegumu, un, kad tas kļūst pārāk spēcīgs, plātnes izkustas, izraisot zemestrīci. Ja vienas kontinentālās plātnes mala pavirzās zem otras plātnes, var izcelties ļoti stipra zemestrīce. Lielai zemestrīcei attiecīgajā plātņu lūzuma apgabalā parasti seko mazākas, jo plātnes pielāgojas savam jaunajam novietojumam. Šīs zemestrīces sauc par pēcgrūdieniem.

Zemestrīces mitoloģijā un reliģijā

Senskandināvu mitoloģijā zemestrīces bija ļaunā un viltīgā Loki dieva dusmas. Grieķu mitoloģijā zemestrīču dievs bija Poseidons.

Zemestrīces Latvijā

Katru gadu Latvijā tiek konstatēts no 150 līdz 200 seismiskiem notikumiem. Šajos notikumos tiek ieskaitīti gan tektoniskie notikumi, gan sprādzieni, gan viltus seismiskie notikumi jeb aparatūras kļūdas. Parasti zemestrīces Latvijā nav jūtamas, jo Latvija atrodas seismiski neaktīvā zonā un šeit var just tikai zemestrīču atbalsis, kuru epicentri atrodas ārpus Latvijas teritorijas.
Zemestrīces laikā Ventspilī 1785. gadā, 10. — 11. novembra naktī kustējās galdi un grīdas. Kādā veikalā pat nokritušas plauktos sakrautās preces.
1821. gada 21. februāra rītā ap plkst. 3 — 4 no rīta ar skaļu blīkšķi notrīcējusi un ļodzījusies kāda jauna rija. Krakšķēja arī sijas, lejā bira putekļi un kvēpi. Rijas vētītājs, būdams nomodā, notriekts gar zemi un pamodušies arī guļošie kūlēji.
Jau nākamajā rītā (22. februārī 4 no rīta) Kokneses mācītājmuižā atkal trīcējusi zeme, 7 no rīta tā trīcēja vēl stiprāk, bet pēc dažām minūtēm tā trīcēja vēl stiprāk un ar rībienu. Lēkāja šķīvji, glāzes sitās kopā, šķindēja logi un durvis — likās, ka visa māja sagāzīsies.
1853. gada 5. februārī plkst. 1:45, Sausnējā stipri un nedaudzas sekundes notrīcēja zeme un īsi pirms plkst 2:00 sekoja vēl stiprāks, "patiesi baismīgs" spēriens. Guļošie pamodās no šausmām, trīcēja bailēs un arī raudāja.
1853. gada 19. — 20. februāra naktī Bilstiņu muižas rijā bija dzirdams skaļš krakšķis. Izbiedētie gulētāji izskrēja laukā. Bet 22. februāra rītā plkst. 4 Kokneses mācītājmuižā notrīcēja zeme un tie, kuri negulēja pārāk cieši, iznāca ārā. Pamodās arī suns. Vēl viens grūdiens bija pusastoņos rītā, kas izraisīja šķīvju un glāžu šķindēšanu uz galda, bet šķērssijas augšstāvā it kā pacēlās.
1853. gada 29. decembrī plkst. 23,15 Rīgā Pēterburgas priekšpilsētā dobji norībēja kā tāls lielgabala grāviens ar apmēram 3 — 4 sekundes ilgu atbalss rūkoņu. Stipri nodrebējusi kāda māja. Nošķindēja glāzes un metāla priekšmeti. Uz zemes parādījās 4,45 cm plata plaisa. Vēl nākamajā naktī kaimiņos trīcēja zeme un radās vēl izteiktāka zemes plaisa, kurā pat varēja ielikt 160 cm garu mietu.
1857. gada 18. maijā plkst. 11 priekšpusdienā notika zemestrīce Irbes apkārtnē no Lielirbes gar jūru līdz Kolkai apmēram 10 km platumā sauszemes iekšā. Visstiprākais grūdiens bija starp Lielirbi un Mazirbi. To pavadīja pērkonam līdzīgs rībiens. Irbes mācītājmāja iedrebējās tik stipri, ka namamātei zem kājām sakustējās ķeblītis. Mājās esošie cilvēki jebkurā brīdī gaidīja, ka varētu iegrūst griesti. Pusversti uz dienvidrietumiem, baznīcas krogū, līgojās galdi un soli. Kādā zemnieku mājā no sienas nokrita spogulis, bet šķīvji un bļodas no galda malas noslīdēja zemē. Blakus esošo ēku vecie jumti sagāzās kopā. Bet jūrā un uz lauka nekas no zemestrīces nebija samanāms.
1896. gada 23. septembra pēcpusdienā plkst. 3 Jelgavas apkārtnē ļaudis novērojuši zemes trīcēšanu, kuru pavadīja pazemes dunoņa. Glāzes un tuvu viens otram stāvošie trauki šķindējuši.
Neievērota palikusi zemestrīce 1976. gada 25. oktobrī plkst. 11,42. Tā bija 4,5 balles stipra ar epicentru Igaunijas salu apvidū. Latvijā netika savākti un apkopoti novērojumi par šo zemestrīci.
1977. gada 4. martā zemestrīce Baltkrievijā bija 4 balles stipra, tomēr Rumānijā bojā gāja apmēram 1600 cilvēku.
1986. gada 31. augustā plkst. 1,31 Latvijas Zinātņu akadēmijas Radioastrofizikas observatorijā Baldonē seismogrāfa rādītājs aizskrēja līdz skalas malai. Tā bijusi apmēram 2 — 3 balles stipra. Satricinājumu manīja arī vairāki rīdzinieki savos dzīvokļos Purvciema augstceltnēs. Tajā pašā laikā Moldāvijā tika bojātas tūkstošiem ēku, bija arī cietušie. Hipocentrs atradās Rumānijā ap 100 — 140 km dziļi pazemē.
2004. gada 21. septembrī notika zemestrīce, kuras epicentrs atradās Kaļiņingradas apgabala un Polijas robežas tuvumā. Liepājā, Rīgā un Valmierā sajusti pazemes grūdieni. Tie bija jūtami arī visā Polijas austrumu daļā. Pazemes grūdieni bijuši divas reizes: pirmie bija 14.05 pēc Latvijas laika un tie bija 4,8 balles stipri pēc Rihtera skalas, bet otrie — plkst. 16.32 un to spēks sasniedza jau visas 5 balles. Liepājā pirmo grūdienu laikā satricinājums bijis 3,5 balles, bet otro — 3,8 balles spēcīgs.