סכנה סייסמית

סכנה סיסמית (באנגלית: Seismic Hazard) היא ההסתברות שתאוצת קרקע מרמה מסוימת ומעלה, כתוצאה מרעידת אדמה, תתרחש באתר נתון, בתוך פרק זמן נתוןTesfamariam, S., Goda, K., 2013 (Eds.). Handbook of Seismic Risk Analysis and Management of Civil Infrastructure Systems. Woodhead & Elsevier (from now on Tesfamariam & Goda, 2013), p. 307.

נתוני הסכנה הסייסמית, דהיינו נתוני תאוצות הקרקע המקסימלית הצפויות באתרים השונים בעת רעידת אדמה בגודל נתון, משמשים בעיקר לקביעת תקנים לבנייה עמידה כנגד רעידות אדמה.

 הסכנה הסייסמית 

כאמור לעיל, הסכנה סיסמית היא ההסתברות שתאוצת קרקע מסוימת, כתוצאה מרעידת אדמה, תתרחש באתר נתון, בתוך פרק זמן נתון. במדינות המערב, לרבות בקליפורניה, מקובל, שהסכנה הסייסמית שכנגדה מתכוננים היא תאוצת הקרקע שההסתברות להתרחשותה לפחות פעם אחת ב-50 שנה היא 10%. קרי; כתוצאה מרעידת אדמה שזמן המחזור הוודאי שלה הוא 500 שנה. על כן, גם התקן הישראלי לבנייה עמידה בפני רעידות אדמה מתבסס על תאוצות קרקע (מקסימליות) שיתרחשו בכל אתר במדינה, ברעידת אדמה העונה להגדרה זו, ואשר מוקדה הפוטנציאלי הוא בנקודה הקרובה ביותר האפשרית לאתר. המקור העיקרי, אם לא היחיד, לרעידות אדמה הרסניות באזורנו הוא הבקע הסורי אפריקאי/בקע ים המלח וגם "העתק יגוּר" המהווה סעיף שלו, ואשר משתרע לאורך עמק יזרעאל בואכה מפרץ חיפה וממשיך אל תוך הים התיכון. על פי חישובים גאו-סטטיסטיים המתבססים על נתונים היסטוריים של רעידות אדמה באזור ארץ ישראל, גודל או מגניטודת רעידת האדמה העונה להגדרה המוזכרת בתחילת פרק זה הוא כ־6.3 בסולם ריכטר. על כן, הסכנה הסייסמית בכל אתר ואתר במדינה, מוגדרת כהסתברות לתאוצת הקרקע המקסימלית שתתרחש באתר מרעידת אדמה בגודל זה במקום הקרוב ביותר לאתר בבקע הסורי אפריקאי או בהעתק היגוּר ובתקופה של 50 שנה. הדרך לחשב את תאוצת הקרקע המקסימלית (להלן: Peak Ground Accellaration :PGA) היא באמצעות משוואת ניחות של תאוצות קרקע, המקובלת בכל העולם. אלא שמשוואה שכזו תקפה רק בהנחה שהאתר ממוקם על סלע אם צפוף שאינו גורם כלל להגברת תאוצות הקרקע באתר. על כן, ה־PGA הצפויה באתר לפי משוואה זו היא סטנדרטית, וכדי להגיע למסקנה בדבר ה־PGA האמיתית שצפויה באתר יש לחשב או למדוד (תלוי בנסיבות) את ההגברה הצפויה של תאוצות הקרקע באתר.

משוואת ניחות מקובלת שעל פיה מקובל לחשב את ה-PGA הצפוי בכל ישוב במדינה היא:

.

כאשר: AR היא תאוצת הקרקע המקסימלית במרחק R קילומטרים מהמוקד, ו-M היא מגניטודת רעידת האדמה בסולם ריכטר. משוואת ניחות זו תקפה אך ורק לרעידות אדמה הגדולות ממגניטודה 6 בסולם ריכטר. לדוגמה: אם נניח שבעיר מסוימת המרוחקת כ־70 קילומטר ממוקד אפשרי בבקע ים המלח/הירדן, מתקבלת על פי משוואה זו PGA של 0.1g (כלומר 1 מ' לשנייה בריבוע) ועל פי החישובים או המדידות הגאולוגיות/הנדסיות, מקדם ההגברה בעיר הוא 10, אזי בעיר הזו תאוצת הקרקע המקסימלית שצפויה ברעידת אדמה בגודל של כ־6.3 בסולם ריכטר, שמוקדה במקום הקרוב ביותר האפשרי לעיר היא 1g (פי 10 מהתאוצה הסטנדרטית הצפויה, היינו כ־10 מ' לשנייה בריבוע) - תאוצת קרקע הרסנית ביותר. כלומר, הסכנה הסייסמית בעיר זו בהסתברות של 10% לתקופה של 50 שנה היא 1g.

בהקשר זה של סכנה סייסמית, קיימת בציבוריות הישראלית אמירה, שאחת ל-100 שנים בממוצע, מתרחשת רעידת אדמה הרסנית באזור ארץ ישראל. ההסבר לכך הוא, שראשית מדובר בממוצע גס מאד; כי למשל, מבט על 500 השנים האחרונות, מציג 4 רעידות אדמה הרסניות באזור, בשנים: 1927, 1837Ambraseys, N.N., 1997. The Earthquake of 1 January 1837 in Southern Lebanon and Northern Israel. Annali di Geoﬁsica XL, 923–935, 1759, והרביעית בשנת 1546. בנוסף, מאמר מדעי משנת 1983 מציג עקומת שכיחות של רעידות אדמה בעמק הירדן, שבה, על פי המחקר, רעידת אדמה בגודל +M=6 מתרחשת לפחות אחת ל-100 שנים.

 ערכי תאוצות הקרקע המקסימלית בישראל והתקן לבנייה עמידה בפני רעידות אדמה 
ערכים אלה מחושבים לגבי כל ישוב במדינה, ומהווים חלק בלתי נפרד מתקן 413 לבנייה עמידה בפני רעידות אדמה. ערכים אלה מפורסמים בתקן, המהווה חוק, המחייב את המהנדסים והיזמים, לבנות את המבנים כך שיעמדו נגד תאוצות הקרקע המקסימליות המפורסמות בתקן. התקן מתייחס לשלושה סוגים של מבנים על פי רגישויותיהם המבניות ו/או פוטנציאל הנזק הסביבתי שבהם: א. מבנים רגילים (לרבות מבני מגורים) שחייבים להיבנות על פי תאוצת הקרקע המקסימלית הצפויה באתרם ברעידת אדמה שההסתברות להתרחשותה לפחות פעם אחת ב-50 שנה היא 10% (רעידת אדמה שזמן החזרה התאורטי שלה הוא 475 שנים); ב. מבנים מיוחדים שחייבים להיבנות על פי תאוצת הקרקע המקסימלית הצפויה באתרם ברעידת אדמה שההסתברות להתרחשותה לפחות פעם אחת ב-50 שנה היא 5% (רע"א שזמן החזרה התאורטי שלה הוא 975 שנים); ג. מבנים מיוחדים ורגישים במיוחד שחייבים להיבנות על פי תאוצת הקרקע המקסימלית הצפויה באתרם ברעידת אדמה שההסתברות להתרחשותה לפחות פעם אחת ב-50 שנה היא 2% (רע"א שזמן החזרה התאורטי שלה הוא 2475 שנים).

סיווגים ב ו-ג המוזכרים בפסקה הקודמת מתייחסים למתחמים/מתקנים בסיכון גבוה, הנקבעים על ידי הרגולטור, כגון: תעשיות כימיה, גז ודלק, מתקנים צבאיים, סכרים, תעשייה המשתמשת בחומרים נפיצים, רעלנים, רדיואקטיביים, ומתקנים נוספים המהווים סיכון לאוכלוסייה ולסביבה, וקובעים דרישות ואמות מידה מחמירות יותר מאשר למתקנים בסיכון "רגיל" (סיווג א בפסקה הנ"ל).

 בעולם 
שמאל|ממוזער|מפת של תאוצות קרקע מקסימליות בארצות הברית, עם הסתברות של 2% לפעם אחת לפחות ב-50 שנה (לרע"א שזמן המחזור שלה הוא 2,475 שנים - רע"א גדולה מאד)
ימין|ממוזער|מפת עוצמות סייסמיות עבור רעידת אדמה היפותטית, במגניטודה 7.1 בחלק הצפוני של אזור העתק הייוורד, והרחבה צפונית המשוערת שלו, לאזור ההעתק של רודג'רס קריק
בארצות הברית קיימות מפות הדומות למפות שקיימות בישראל עבור התקן לבנייה עמידה בפני רעידות אדמה, ואשר הוזכרו והוצגו בקישורים שבביאורים בפרק הקודם. קיימת אף מפה "עולמית" לעניין זה (ראו גם פריט רלוונטי בפרק "קישורים חיצוניים" להלן):

המפה עבור רעידת האדמה ההיפוטית במגניטודה 7.1 (מימין) היא אמנם מפת עוצמות סייסמיות, אך קיים מתאם בין העוצמה הסייסמית שנצפתה באתר לבין תאוצות הקרקע המקסימלית שהתרחשה בו. על כן ניתן להתייחס למפה זו כאל מפת תאוצות קרקע מקסימליות. מפת תאוצות הקרקע המקסימליות החזויות של ארצות הברית (משמאל) שיתרחשו בהסתברות של 2% לפחות פעם אחת ב-50 שנה, היא עבור מבנים מיוחדים ורגישים במיוחד, שהוראת החוק היא לבנות אותם כך שיעמדו בתאוצות קרקע של רעידת אדמה גדולה במיוחדPetersen, M.D., Harmsen, S.C., Jaiswal, K., Rukstales, K.S., Luco, N., Haller, K.M., Mueller, C.S., and Shumway, A.M., 2018, Peak ground acceleration with a 2% probability of exceedance in 50 years: U.S. Geological Survey data release.
מרכז|ממוזער|מפת הסכנה הסייסמית מתנודת הקרקע עבור הוואי, המבוססת על הסתברות של 2% לחרוג מ-0.2g תאוצה ספקטרלית, ב-5 הרץ, בתוך לפחות 50 שנה

 מפות סכנה סייסמית אינטראקטיביות מיוחדות הקיימות בישראל 

ממוזער|עקומת תאוצה ספקטראלית של אתר היפותטי, על רקע עקומת התקן. בדוגמה זו: התאוצה באתר, כתוצאה ממעבר הגלים הסייסמיים שבתחום התדרים שבין 0.6Hz ל-3.2Hz באתר, היא מעל לזו שהתקן מחייב, וצפויה באתר זה תגובת אתר סייסמית ובהתאם נזקים חריגים ברעידת אדמה.באתר המכון הגיאולוגי לישראל קיים פרק שנקרא מפות סיכוני רעידות אדמה. בפרק זה מוצגות מפות שניתן למצוא כמותן גם במדינות רבות אחרות בעולם המערבי. ביניהם: מפות העתקים פעילים, מפות אזורי סכנות לגלישת מדרונות, סכנות להתנזלות ולהצפה מצונמי וסכנות להגברות שָתִית חריגות.

מייחד את המפות בפרק זה, משאר המפות המוצגות במדינות השונות, הן המפות האינטראקטיביות שלהלן:
 מפות סיכונים (כאמור צ"ל סכנות) אזוריות ברזולוציה גבוהה.
 מפות סיכונים אינטראקטיביות.
בפרקים הללו, מוצגות מפות אינטראקטיביות של אזורים ואתרים שצפויה בהם תגובת אתר סייסמית. המעיין במפה יכול להתמקד באזור/אתר כלשהו, ו"להקליק עליו, ואז לקבל ב"חלון" נפרד את עקומת התאוצה הספקטראלית של אותו אתר, על רקע עקומת התקן לבנייה עמידה בפני רעידת אדמה. ככל שעקומת התאוצה הספקטראלית של האתר היא מעל לעקומת התקן, הרי שבתחום התדרים שבהם עקומת האתר היא מעל לעקומת התקן, אזי מבנה באתר זה, אף שבנוי על פי התקינה, יסבול מנזקים חריגים. מובאת בזאת משמאל, עקומת תאוצה ספקטראלית היפותטית, על רקע עקומת תאוצת התקן, שממחישה הסבר זה.

רכיבים אינטראקטיביים קיימים גם בחלק מהמפות האחרות:
 במפת הרגישות להַגְבָּרוֹת בתאוצת הקרקע, הקלקה על אזור כלשהו, פותחת חלונית עם נתון הגברה/ללא הגברה, וכשההגברה הצפויה היא כתוצאה מיחידת סלע בלתי צפופה המונחת על יחידת סלע צפופה, הדבר מצוין בחלונית; כך גם כשההגברה מוגברת במיוחד עקב היות האזור בתוך אגן צר; במקרים שאין הגברה כי האזור "יושב" על סלע צפוף, הדבר מצוין בחלונית.
 במפת הסכנות להתנזלות, "הקלקה" על אזור רלוונטי במפה, פותחת חלונית עם נתון על עומק מי התהום שם, וסוג הסלע בתת-הקרקע (בדרך כלל חול).
 במפת סכנה להצפה מצונמי, הקלקה על האזור המסוכן, פותח חלונית עם שם האזור, וציון שהמקום מוגדר ככזה בהתחשב באפשרות הגרועה ביותר.
בכל המפות קיימת אפשרות להתמקד (Zoom in) באזור/באתר הרצוי.

 סיכון סייסמי 
הקוראים מופנים לאזהרה בראש ערך זה, שאין לבלבל את הסכנה הסייסמית עם סיכון סייסמי (Seismic risk). אודות סיכון סייסמי ראו בקישור זה.

 ראו גם 
סולם סייסמי
עוצמה סייסמית
חיזוי רעידות אדמה
סייסמולוגיה

 קישורים חיצוניים 
 התוכנית העולמית להערכת סיכונים סיסמיים
 פרויקט מחקר סיכוני תשתית באוניברסיטת קולומביה הבריטית, ונקובר, קנדה
 ביאורים 

 הערות שוליים 

קטגוריה:רעידת אדמה
קטגוריה:אסונות טבע
קטגוריה:ניהול סיכונים
קטגוריה:סיכונים פיננסיים
קטגוריה:תאוריות גאולוגיות