नाम कक्षा दिनांक

EARTH EXPLAINED · पाठ मार्गदर्शिका

भूकंप 201

एक भूकंप के भीतर

वीडियो 12:16स्तर कक्षा 9–12 · विश्वविद्यालय स्तर का प्रारंभिक भूकंपविज्ञानमानक HS-ESS2-1, HS-ESS2-3, HS-ESS3-1, HS-ESS3-2, HS-PS4-1
भाषा हिन्दी

English · Español · Português · Français · Deutsch · Italiano · Русский · Türkçe · Bahasa Indonesia · Tiếng Việt · 中文 · 日本語 · 한국어 · हिन्दी · বাংলা · اردو · العربية

कहाँ चलाएँउन स्कूल नेटवर्क के लिए जो YouTube को ब्लॉक करते हैं

कोई फ़ॉल्ट तनाव कैसे जमा करता है और कैसे टूटता है, वैज्ञानिक भूकंप की तरंगों को कैसे पढ़ते हैं, एक भूकंप अगले भूकंप की राह कैसे बनाता है, और वे तरंगें ग्रह के भीतर गहराई में क्या उजागर करती हैं?

जून 1929 में, एक शक्तिशाली भूकंप ने न्यूज़ीलैंड के दक्षिणी द्वीप को हिला दिया, और क्षीण तरंगें रूस के स्टेशनों तक पहुँचीं, एक ऐसे क्षेत्र में जहाँ, उस समय के हर सिद्धांत के अनुसार, पृथ्वी के कोर को उन्हें पहुँचने से रोक देना चाहिए था। 1936 में, डेनिश भूकंपविज्ञानी इंगे लेहमन ने इनकी व्याख्या की: तरल कोर के भीतर एक दूसरा, आंतरिक कोर होना चाहिए, जहाँ तरंगें ज़्यादा तेज़ी से चलती हैं। यह उन्नत पाठ एक भूकंप को शुरू से अंत तक, पाँच चरणों में देखता है। फ़ॉल्ट पर तनाव कैसे जमा होता है: प्लेटें खिसकती रहती हैं जबकि फ़ॉल्ट जकड़ा रहता है, इसलिए उसके पास की चट्टान मुड़ती है और विकृति (स्ट्रेन) संचित करती है (इलास्टिक रिबाउंड, हैरी फ़ील्डिंग रीड, 1910); GPS, धीमे खिसकाव की घटनाएँ (स्लो स्लिप इवेंट) और फ़ॉल्टों के आर-पार खोदी गई खाइयाँ इस भूकंप चक्र को काम करते हुए दिखाती हैं। फ़ॉल्ट कैसे टूटता है: दरार (रप्चर) अवकेंद्र (हाइपोसेंटर) से शुरू होती है और आमतौर पर 2 से 3 km प्रति सेकंड की गति से फैलती है, और खिसका हुआ क्षेत्रफल, खिसकाव और चट्टान की कठोरता मिलकर भूकंपीय मोमेंट देते हैं, जिस पर मोमेंट मैग्निट्यूड आधारित है। वैज्ञानिक तरंगों को कैसे पढ़ते हैं: P और S तरंगों के बीच की देरी दूरी बताती है, हर स्टेशन पर पहला धक्का या खिंचाव वह ‘बीच बॉल’ बनाता है जो दिखाती है कि फ़ॉल्ट कैसे खिसका, और रडार उपग्रह ज़मीन की गति का नक़्शा बनाते हैं। एक भूकंप अगले भूकंप की राह कैसे बनाता है: गुटेनबर्ग–रिक्टर, ओमोरी और Båth के नियम बताते हैं कि कितने भूकंपों और आफ़्टरशॉकों की उम्मीद करनी चाहिए; प्रतिबल (स्ट्रेस) के स्थानांतरण ने 1939 से 1999 तक उत्तरी अनातोलियाई फ़ॉल्ट के साथ बड़े भूकंपों को पश्चिम की ओर बढ़ाया; अपशिष्ट जल को ज़मीन में डालने से ओक्लाहोमा में भूकंप आए; और कैलिफ़ोर्निया के पार्कफ़ील्ड ने दिखाया कि पूर्वानुमान संभावनाएँ क्यों बताते हैं, कभी कोई तारीख़ नहीं। और तरंगें क्या उजागर करती हैं: भूपर्पटी का तल (मोहो), तरल बाहरी कोर, और लेहमन का ठोस आंतरिक कोर।

उपशीर्षक (.vtt)उपशीर्षक (.srt)
16 और भाषाओं में उपशीर्षक

सीखने के उद्देश्य इस पाठ के बाद, छात्र ये कर सकेंगे:

  1. भूकंप चक्र और इलास्टिक रिबाउंड का वर्णन करें, और समझाएँ कि GPS माप, कपलिंग (युग्मन) और धीमे खिसकाव की घटनाएँ (स्लो स्लिप इवेंट) भूकंपों के बीच किसी फ़ॉल्ट पर तनाव का जमा होना कैसे दिखाती हैं।
  2. समझाएँ कि फ़ॉल्टों के आर-पार खोदी गई खाइयाँ पिछले भूकंपों को कैसे दर्ज करती हैं, और उनकी परतों की आयु निर्धारित करने से कैसे पता चलता है कि कोई फ़ॉल्ट कितनी बार टूटता है।
  3. वर्णन करें कि दरार (रप्चर) अवकेंद्र (हाइपोसेंटर) से कैसे शुरू होकर फैलती है, उसकी लंबाई और अवधि को भूकंप के आकार से जोड़ें, और भूकंपीय मोमेंट (दृढ़ता × क्षेत्रफल × खिसकाव) तथा मोमेंट मैग्निट्यूड की गणना करें।
  4. P और S तरंगों के बीच के समय का उपयोग करके भूकंप की दूरी का अनुमान लगाएँ, और समझाएँ कि कई स्टेशन मिलकर उसकी जगह का पता कैसे लगाते हैं।
  5. नॉर्मल, रिवर्स और स्ट्राइक-स्लिप फ़ॉल्टों को पहचानें, समझाएँ कि स्टेशनों पर पहली गति (‘बीच बॉल’) कैसे दिखाती है कि फ़ॉल्ट कैसे खिसका, और समझाएँ कि किसी महान भूकंप के लिए बताई गई पहली तीव्रता बहुत कम क्यों हो सकती है।
  6. भूकंपों और आफ़्टरशॉकों की गिनती पर गुटेनबर्ग–रिक्टर, ओमोरी और Båth के नियम लागू करें, और प्रतिबल के स्थानांतरण, प्रेरित भूकंपों, तथा इस बात को समझाएँ कि पूर्वानुमान तारीख़ों के बजाय संभावनाएँ क्यों बताते हैं।
  7. समझाएँ कि भूकंपीय तरंगों ने पृथ्वी की परतों को कैसे उजागर किया: मोहो, S-तरंग छाया और तरल बाहरी कोर, और इंगे लेहमन का आंतरिक कोर।

देखने से पहले

मुख्य शब्दावली ★ बड़ी कक्षाओं के छात्रों के लिए अतिरिक्त शब्द

भूकंप चक्र
किसी फ़ॉल्ट का बार-बार दोहराया जाने वाला जीवन: प्लेटों के खिसकते रहने के दौरान वह दशकों या सदियों तक जकड़ा रहता है और उस पर तनाव जमा होता है, फिर किसी भूकंप में कुछ सेकंडों से लेकर मिनटों में टूटता है, और फिर से जकड़कर तनाव जमा करने लगता है।
इलास्टिक रिबाउंड (प्रत्यास्थ प्रतिक्षेप)
वह व्याख्या जो हैरी फ़ील्डिंग रीड ने 1910 में, 1906 के सैन फ़्रांसिस्को भूकंप से पहले और बाद में किए गए भूमि सर्वेक्षणों के आधार पर दी: जकड़े हुए फ़ॉल्ट के पास की चट्टान धीरे-धीरे मुड़ती है और विकृति (स्ट्रेन) संचित करती है, फिर फ़ॉल्ट के खिसकने पर झटके से वापस आती है।
कपलिंग (युग्मन)
कोई फ़ॉल्ट कितनी मज़बूती से जकड़ा हुआ है। पूरी तरह युग्मित फ़ॉल्ट साल-दर-साल प्लेटों की लगभग पूरी गति को विकृति के रूप में संचित करता है। उत्तर-पूर्वी जापान के तट के पास 2011 के भूकंप ने दिखाया कि वहाँ की प्लेटें ठीक ट्रेंच तक जकड़ी हुई थीं।
धीमे खिसकाव की घटना (स्लो स्लिप इवेंट)
किसी फ़ॉल्ट पर इतना धीमा खिसकाव कि उससे होने वाला कंपन किसी को महसूस न हो; यह कुछ दिनों से लेकर कुछ हफ़्तों तक चलता है। उत्तरी वॉशिंगटन राज्य और दक्षिण-पश्चिमी ब्रिटिश कोलंबिया के नीचे, गहरी प्लेट सीमा का एक हिस्सा लगभग हर 14 महीने में लगभग एक इंच (कुछ सेंटीमीटर) खिसकता है; GPS ने 2000 के आसपास इन घटनाओं का पता लगाया।
पुराभूकंपविज्ञान (पेलियोसिस्मोलॉजी)★
लिखित अभिलेखों से पहले के भूकंपों का अध्ययन, जिन्हें फ़ॉल्टों के आर-पार खोदी गई खाइयों में पढ़ा जाता है: पिछले भूकंपों से फटी और खिसकी मिट्टी की परतें, जिनकी आयु निर्धारित करके पता चलता है कि हज़ारों वर्षों में कोई फ़ॉल्ट कितनी बार टूटा है (जैसे सैन एंड्रियास फ़ॉल्ट पर पैलेट क्रीक में)।
अवकेंद्र (हाइपोसेंटर) और दरार (रप्चर)
अवकेंद्र किसी फ़ॉल्ट पर वह बिंदु है जहाँ भूकंप शुरू होता है, जहाँ प्रतिबल पहली बार घर्षण पर भारी पड़ता है। दरार वहाँ से फ़ॉल्ट पर बाहर की ओर फैलती टूटन है, जो आमतौर पर 2 से 3 km प्रति सेकंड की गति से फैलती है; कुछ दरारें अपनी भेजी हुई S तरंगों से भी तेज़ चलती हैं।
भूकंपीय मोमेंट (सिस्मिक मोमेंट)
भूकंप का आकार: चट्टान की दृढ़ता (कठोरता) गुणा खिसके हुए फ़ॉल्ट का क्षेत्रफल गुणा औसत खिसकाव, M₀ = μAD, न्यूटन-मीटर में। तीव्रता (मैग्निट्यूड) का आधुनिक पैमाना इसी पर आधारित है।
मोमेंट मैग्निट्यूड (Mw)
तीव्रता का मानक पैमाना, जिसकी गणना भूकंपीय मोमेंट से की जाती है (Hanks और Kanamori, 1979)। हर एक पूरे क़दम का मतलब है लगभग 32 गुना अधिक ऊर्जा का मुक्त होना, और यह सबसे बड़े भूकंपों के लिए भी बढ़ता रहता है।
तीव्रता की संतृप्ति (मैग्निट्यूड सैचुरेशन)★
जब तीव्रता मापने का कोई तेज़ तरीक़ा बहुत बड़े भूकंपों के लिए बढ़ना बंद कर देता है और इसलिए बहुत कम मान देता है। 2011 में जापान की पहली सुनामी चेतावनी में 7.9 तीव्रता का उपयोग हुआ था; अंतिम तीव्रता 9.0 थी।
नॉर्मल, रिवर्स और स्ट्राइक-स्लिप फ़ॉल्ट
किसी फ़ॉल्ट के टूटने के तीन मुख्य तरीक़े। नॉर्मल (सामान्य): भूपर्पटी खिंचकर अलग होती है और एक खंड नीचे धँस जाता है। रिवर्स (उत्क्रम): भूपर्पटी दबती है और एक खंड दूसरे के ऊपर चढ़ जाता है। स्ट्राइक-स्लिप: दोनों तरफ़ के हिस्से एक-दूसरे के बगल से खिसकते हैं।
फ़ोकल मैकेनिज़्म (‘बीच बॉल’)
एक प्रतीक जो दिखाता है कि फ़ॉल्ट कैसे खिसका; इसे इस आधार पर बनाया जाता है कि हर स्टेशन पर ज़मीन की पहली गति धक्का थी या खिंचाव। इससे फ़ॉल्ट के दो संभावित तल मिलते हैं; आफ़्टरशॉक या सतह पर दिखी टूटन बताते हैं कि उनमें से कौन-सा खिसका।
InSAR★
इंटरफ़ेरोमेट्रिक सिंथेटिक अपर्चर रडार: किसी भूकंप से पहले और बाद में उपग्रह से ली गई ज़मीन की रडार तस्वीरों की तुलना। रंग की हर पट्टी (फ़्रिंज) उपग्रह की ओर या उससे दूर कुछ सेंटीमीटर की गति दर्शाती है; आम C-बैंड रडार के लिए यह लगभग 2.8 cm है।
गुटेनबर्ग–रिक्टर नियम
तीव्रता में हर एक क़दम नीचे जाने पर, भूकंप लगभग दस गुना ज़्यादा होते हैं। पूरी दुनिया में, एक औसत वर्ष में 5 से 5.9 तीव्रता के लगभग 1,500 भूकंप आते हैं, लेकिन 8 या उससे अधिक तीव्रता का केवल लगभग एक।
ओमोरी का नियम
आफ़्टरशॉक एक नियमित ढंग से कम होते जाते हैं, जिसका वर्णन ओमोरी ने 1894 में जापान में किया था: उनकी दर मोटे तौर पर मुख्य झटके के बाद बीते समय के व्युत्क्रम (एक बटा समय) के अनुसार घटती है, इसलिए उसके दस दिन बाद वे पहले दिन की तुलना में लगभग दसवें हिस्से जितनी बार आते हैं।
Båth का नियम
सबसे बड़ा आफ़्टरशॉक, औसतन, मुख्य झटके से लगभग 1.2 तीव्रता कम होता है (Båth, 1965)।
प्रतिबल (स्ट्रेस) का स्थानांतरण
भूकंप प्रतिबल को मुक्त करने के साथ-साथ उसे दूसरी जगह खिसकाता भी है: टूटे हुए फ़ॉल्ट के सिरों के ठीक आगे की चट्टान पर और तनाव आ जाता है, जिससे अगला खंड टूटने के और क़रीब पहुँच जाता है।
प्रेरित भूकंप
इंसानों द्वारा शुरू कराया गया भूकंप, उदाहरण के लिए भारी मात्रा में अपशिष्ट जल को ज़मीन के भीतर गहराई में पंप करके, जिससे पुराने फ़ॉल्टों के भीतर दबाव तब तक बढ़ता है जब तक वे खिसक नहीं जाते।
मोहो
भूपर्पटी और मेंटल के बीच की सीमा, जिसे आंद्रिया मोहोरोविचिच ने 1909 में खोजा: महाद्वीपों के नीचे लगभग 35 km और महासागरों के नीचे लगभग 5 से 10 km की गहराई पर।
छाया क्षेत्र
वह क्षेत्र जहाँ किसी भूकंप की सीधी तरंगें नहीं पहुँचतीं। S तरंगें किसी भूकंप से पृथ्वी के चारों ओर लगभग 104° से आगे कभी दिखाई नहीं देतीं, क्योंकि वे तरल बाहरी कोर से होकर नहीं गुज़र सकतीं; सीधी P तरंगें लगभग 104° से 140° तक ग़ायब रहती हैं, फिर दोबारा दिखाई देती हैं।
आंतरिक कोर
पृथ्वी का ठोस लोहा-निकल केंद्र, जिसकी त्रिज्या लगभग 1,220 km है और तापमान लगभग 6,000 °C, यानी लगभग सूर्य की सतह जितना गर्म। इंगे लेहमन ने 1936 में उन क्षीण P तरंगों से इसका अनुमान लगाया, जो वहाँ पहुँची थीं जहाँ कोई तरंग नहीं होनी चाहिए थी; यह ठोस है, यह बाद में दिखाया गया।

अध्याय सूची वहाँ से चलाने के लिए कोई समय चुनें

0:00परिचय

जून 1929 में, एक शक्तिशाली भूकंप ने न्यूज़ीलैंड के दक्षिणी द्वीप को हिला दिया। कोपेनहेगन में, भूकंपविज्ञानी इंगे लेहमन ने दुनिया भर के स्टेशनों पर इस भूकंप के छोड़े हुए रिकॉर्डों का अध्ययन किया: क्षीण तरंगें रूस के स्टेशनों तक पहुँची थीं, एक ऐसे क्षेत्र में जहाँ, उस समय के हर सिद्धांत के अनुसार, पृथ्वी के कोर को उन्हें पहुँचने से रोक देना चाहिए था। 1936 में उन्होंने अपना उत्तर प्रकाशित किया: तरल कोर के भीतर गहराई में एक दूसरा, आंतरिक कोर होना चाहिए, जहाँ तरंगें ज़्यादा तेज़ी से चलती हैं, और उसी ने उन तरंगों को मोड़कर उस वर्जित क्षेत्र में पहुँचा दिया था। व्याख्यान एक भूकंप को शुरू से अंत तक देखता है: किसी फ़ॉल्ट पर तनाव कैसे जमा होता है और वह कैसे टूटता है, वैज्ञानिक उसकी तरंगों को कैसे पढ़ते हैं, एक भूकंप अगले भूकंप की राह कैसे बनाता है, और तरंगें ग्रह के भीतर गहराई में क्या उजागर करती हैं।

1:00तनाव का जमा होना

प्लेटें साल में कुछ सेंटीमीटर खिसकती हैं, लेकिन ज़्यादातर फ़ॉल्टों पर दोनों तरफ़ के हिस्से जकड़े रहते हैं। पास की चट्टान बढ़ते वज़न के नीचे किसी स्प्रिंगबोर्ड की तरह मुड़ती है; हैरी फ़ील्डिंग रीड ने 1910 में महान सैन फ़्रांसिस्को भूकंप से पहले और बाद में किए गए भूमि सर्वेक्षणों से यह दिखाया, और इसे इलास्टिक रिबाउंड कहा। यही भूकंप चक्र है: दशकों या सदियों तक तनाव का जमा होना, कुछ सेकंडों या मिनटों में टूटना, फिर से जकड़ जाना। कैलिफ़ोर्निया में, ज़मीन में मज़बूती से गड़े GPS रिसीवर अपनी स्थिति को एक इंच के एक अंश (कुछ मिलीमीटर) की सटीकता तक दर्ज करते हैं, और किसी जकड़े हुए फ़ॉल्ट के पास उसके सबसे क़रीबी स्टेशन पीछे छूट जाते हैं: ज़मीन मुड़ रही है। कपलिंग यह है कि कोई फ़ॉल्ट कितनी मज़बूती से जकड़ा है; उत्तर-पूर्वी जापान के तट के पास, 2011 के भूकंप ने दिखाया कि प्लेटें ठीक ट्रेंच तक जकड़ी हुई थीं, और कुछ जगहों पर समुद्र तल लगभग 50 m (150 फ़ुट से भी ज़्यादा) खिसक गया। वॉशिंगटन राज्य और ब्रिटिश कोलंबिया के नीचे, धीमे खिसकाव की घटनाएँ लगभग हर 14 महीने में, एक-दो हफ़्तों के दौरान, गहरी प्लेट सीमा के एक हिस्से को लगभग एक इंच (कुछ सेंटीमीटर) खिसका देती हैं, और कोई कंपन महसूस नहीं होता; हर घटना ऊपर के जकड़े हुए हिस्से पर तनाव बढ़ा देती है। फ़ॉल्टों के आर-पार खोदी गई खाइयाँ पिछले भूकंपों से फटी और खिसकी परतें दिखाती हैं; उनकी आयु निर्धारित करने से पता चलता है कि हज़ारों वर्षों में कोई फ़ॉल्ट कितनी बार टूटा है।

3:20टूटन

भूकंप एक बिंदु से शुरू होता है, अवकेंद्र (हाइपोसेंटर) से, जहाँ प्रतिबल पहली बार घर्षण पर भारी पड़ता है, और दरार फ़ॉल्ट पर बाहर की ओर तेज़ी से फैलती है, आमतौर पर 2 से 3 km प्रति सेकंड की गति से; कुछ दरारें अपनी भेजी हुई S तरंगों से भी तेज़ चलती हैं। एक मध्यम भूकंप कुछ ही सेकंडों में ख़त्म हो जाता है; 2004 के सुमात्रा भूकंप में, दरार लगभग 8 मिनट तक फ़ॉल्ट के 1,300 km से अधिक हिस्से में उत्तर की ओर फटती चली गई। भूकंप का आकार, यानी उसका भूकंपीय मोमेंट, फ़ॉल्ट के टूटे हुए क्षेत्रफल, उसके खिसकाव की दूरी और चट्टान की कठोरता का गुणनफल है, और तीव्रता का आधुनिक पैमाना इसी पर आधारित है; हर एक पूरे क़दम का मतलब है लगभग 32 गुना अधिक ऊर्जा का मुक्त होना। ज़्यादातर भूकंप सतह से लगभग 70 km के भीतर शुरू होते हैं, लेकिन जहाँ एक प्लेट दूसरी के नीचे घुसती है, वहाँ वे धँसती हुई प्लेट (स्लैब) के साथ लगभग 700 km तक नीचे जाते हैं। 1994 में, 8.2 तीव्रता का एक भूकंप, जो अब तक दर्ज सबसे बड़े गहरे भूकंपों में से एक है, बोलीविया के लगभग 630 km नीचे शुरू हुआ और कनाडा जितनी दूर तक महसूस किया गया।

4:44तरंगों को पढ़ना

P तरंगें चट्टान को दबाती और खींचती हैं और सबसे तेज़ चलती हैं; S तरंगें उसे अगल-बगल हिलाती हैं और बाद में पहुँचती हैं; सतही तरंगें सबसे धीमी होती हैं और नुकसान का बड़ा हिस्सा वही करती हैं। पास के भूकंप के लिए, P और S तरंगों के पहुँचने के बीच का हर सेकंड लगभग 8 km की दूरी दर्शाता है, और सैकड़ों स्टेशन मिलकर कुछ ही सेकंडों में जगह का ठीक-ठीक पता लगा लेते हैं। फ़ॉल्ट तीन मुख्य तरीक़ों से टूटते हैं: नॉर्मल (खिंचकर अलग होना), रिवर्स (एक-दूसरे की ओर धकेले जाना) और स्ट्राइक-स्लिप (बगल की ओर)। हर स्टेशन पर पहली गति धक्का है या खिंचाव, इससे एक ‘बीच बॉल’ बनती है जो दिखाती है कि फ़ॉल्ट कैसे खिसका: फ़रवरी 2023 में तुर्किये में आए 7.8 तीव्रता के भूकंप के लिए यह स्ट्राइक-स्लिप टूटन थी, और आफ़्टरशॉकों ने पूर्वी अनातोलियाई फ़ॉल्ट के साथ उसकी रेखा उकेर दी। आकार का ठीक-ठीक पता लगाने में ज़्यादा समय लगता है: 2011 में, लगभग तीन मिनट बाद जारी जापान की पहली सुनामी चेतावनी में 7.9 तीव्रता का उपयोग हुआ, क्योंकि तेज़ तरीक़ा सबसे बड़े भूकंपों के लिए अपनी अधिकतम सीमा पर पहुँचकर रुक जाता है; अनुमान को चरणों में बढ़ाकर 9.0 कर दिया गया। अंतिम संख्या, मोमेंट मैग्निट्यूड, फ़ॉल्ट के क्षेत्रफल और खिसकाव से मिलती है और सबसे बड़े भूकंपों के लिए भी बढ़ना बंद नहीं करती। रडार उपग्रह भूकंप से पहले और बाद में ली गई तस्वीरों की तुलना करके रंगों की पट्टियाँ बनाते हैं, जिनमें से हर एक ज़मीन की कुछ सेंटीमीटर की गति दर्शाती है, और ये पट्टियाँ टूटे हुए फ़ॉल्ट की रेखा दिखाती हैं।

7:07भूकंप आपस में बात करते हैं

तीव्रता में हर एक क़दम नीचे जाने पर, भूकंप लगभग दस गुना ज़्यादा होते हैं: पूरी दुनिया में, एक सामान्य वर्ष में 5 या उससे अधिक तीव्रता के एक हज़ार से ज़्यादा भूकंप, लेकिन 8 या उससे अधिक तीव्रता का केवल लगभग एक (गुटेनबर्ग–रिक्टर)। आफ़्टरशॉक एक नियमित ढंग से कम होते जाते हैं, जिसे 1890 के दशक में जापान में खोजा गया (ओमोरी का नियम): मुख्य झटके के दस दिन बाद वे पहले दिन की तुलना में लगभग दसवें हिस्से जितनी बार आते हैं, और सौ दिन बाद, लगभग सौवें हिस्से जितनी बार। सबसे बड़ा आफ़्टरशॉक औसतन मुख्य झटके से लगभग 1.2 तीव्रता कम होता है (Båth का नियम), इसलिए क्षतिग्रस्त इमारतों को जाँच होने तक ख़ाली रखना चाहिए। भूकंप टूटन के सिरों से आगे की चट्टान पर प्रतिबल भी खिसका देता है। तुर्किये के उत्तरी अनातोलियाई फ़ॉल्ट के साथ, 1939 से शुरू होकर बड़े भूकंप पूर्व से पश्चिम की ओर बढ़ते गए; दस सबसे बड़े भूकंपों के एक अध्ययन में पाया गया कि उनमें से नौ को उनसे पहले आए भूकंपों ने टूटने के और क़रीब पहुँचा दिया था, और अगस्त 1999 में यह सिलसिला इस्तांबुल के पास इज़मित तक पहुँच गया। इंसान भी फ़ॉल्टों की जकड़ खोल सकते हैं: ओक्लाहोमा में, ज़मीन के भीतर गहराई में पंप किए गए अपशिष्ट जल से 3 या उससे अधिक तीव्रता के भूकंप साल में लगभग दो से बढ़कर 2015 में 900 से ज़्यादा हो गए, और सबसे बड़ा भूकंप, 2016 में पॉनी के पास आया 5.8 तीव्रता का भूकंप, कई राज्यों में महसूस किया गया। पूर्वानुमान संभावनाएँ बताते हैं, कभी कोई तारीख़ नहीं: कैलिफ़ोर्निया के पार्कफ़ील्ड में 1857 और 1966 के बीच छह मध्यम भूकंप आए, मोटे तौर पर हर 22 साल में एक, लेकिन जिस भूकंप का पूर्वानुमान 1993 से पहले के लिए था, वह 2004 में आया। आधुनिक पूर्वानुमान भूकंप चक्र, खाइयों के रिकॉर्ड और प्रतिबल के स्थानांतरण को मिलाकर दशकों के दौरान हर फ़ॉल्ट की संभावनाएँ बताते हैं; U.S. Geological Survey इंसानों के कारण होने वाले भूकंपों के लिए एक साल के पूर्वानुमान भी जारी करता है।

10:04पृथ्वी के भीतर झाँकना

गहराई में जाने पर तरंगें आमतौर पर तेज़ होती जाती हैं, इसलिए उनके रास्ते धीरे-धीरे मुड़कर वापस सतह की ओर आते हैं, जैसे गर्म सड़क के ऊपर मृगतृष्णा की झिलमिलाहट। 1909 में, आंद्रिया मोहोरोविचिच ने देखा कि पास के एक भूकंप की तरंगें दो समूहों में पहुँचीं, कुछ एक ज़्यादा तेज़, गहरे रास्ते से, और उन्होंने भूपर्पटी का तल, यानी मोहो, खोज लिया: महाद्वीपों के नीचे लगभग 35 km की गहराई पर। किसी भूकंप से पृथ्वी के चारों ओर एक-चौथाई से ज़्यादा दूरी पर, S तरंगें ग़ायब हो जाती हैं और फिर कभी वापस नहीं आतीं, जबकि P तरंगें दूसरी ओर दोबारा दिखाई देती हैं: S तरंगें तरल से होकर नहीं गुज़र सकतीं, इसलिए बाहरी कोर पिघला हुआ है। लेहमन की क्षीण तरंगें तरल कोर को पार कर आई थीं और उसके भीतर किसी ज़्यादा तेज़ चीज़ ने उन्हें मोड़ दिया था: लगभग 1,220 km त्रिज्या वाला एक आंतरिक कोर, जिसके बारे में बाद में दिखाया गया कि वह ठोस लोहे और निकल का बना है और लगभग सूर्य की सतह जितना गर्म है। किसी ने भी लगभग 12 km से ज़्यादा गहराई तक ड्रिल नहीं किया है; उसके नीचे की हर चीज़ के बारे में हम जो कुछ जानते हैं, उसका ज़्यादातर हिस्सा भूकंप तरंगों के पहुँचने का समय मापने से आता है, और आधुनिक नेटवर्क दसियों लाख रिकॉर्डों से पृथ्वी के गहरे भीतरी भाग का तीन आयामों में नक़्शा बनाते हैं।

11:32तीन बातें

किसी फ़ॉल्ट पर दशकों तक तनाव जमा होता है, वह मिनटों में टूटता है और फिर से जकड़ जाता है: यही भूकंप चक्र है। तरंगें बताती हैं कि फ़ॉल्ट कहाँ टूटा, कैसे खिसका और टूटन कितनी बड़ी थी, और हर भूकंप प्रतिबल को अगले भूकंप तक पहुँचा देता है। और उन्हीं तरंगों ने ग्रह के भीतरी भाग का नक़्शा बनाया है, नीचे उसके ठोस कोर तक। हर भूकंप ग्रह के भीतर से आया एक संदेश है।

आम भ्रांतियाँ शिक्षक के लिए

भ्रांतिभूकंप एक ही पल में, उपरिकेंद्र पर, पूरा घटित हो जाता है।

प्रमाण क्या दिखाते हैंभूकंप फ़ॉल्ट के एक बिंदु, अवकेंद्र (हाइपोसेंटर), से शुरू होता है, और दरार वहाँ से आमतौर पर 2 से 3 km प्रति सेकंड की गति से फैलती है। छोटे भूकंप कुछ सेकंडों में ख़त्म हो जाते हैं, लेकिन 2004 की सुमात्रा दरार फ़ॉल्ट के 1,300 km से अधिक हिस्से में लगभग 8 मिनट तक बढ़ती रही। उपरिकेंद्र केवल शुरुआती बिंदु के ऊपर सतह पर स्थित जगह को चिह्नित करता है; कंपन पूरी टूटन से आता है।

भ्रांतिबहुत सारे छोटे भूकंप दबाव निकाल देते हैं और बड़े भूकंप को रोक देते हैं।

प्रमाण क्या दिखाते हैंतीव्रता में हर एक क़दम ऊपर का मतलब है लगभग 32 गुना अधिक ऊर्जा, लेकिन भूकंपों की संख्या केवल लगभग दसवाँ हिस्सा। पूरी दुनिया में, एक औसत वर्ष में 5 से 5.9 तीव्रता के लगभग 1,500 भूकंप मिलकर भी 8 तीव्रता के एक अकेले भूकंप की ऊर्जा का केवल लगभग एक-चौथाई हिस्सा मुक्त करते हैं। छोटे भूकंप विकृति के जमा होने की रफ़्तार की बराबरी नहीं कर सकते, और हर भूकंप अपने आगे की चट्टान पर प्रतिबल खिसका देता है, जो किसी फ़ॉल्ट के पड़ोसी हिस्सों को टूटने के और क़रीब पहुँचा सकता है।

भ्रांतिमुख्य भूकंप ख़त्म होने के बाद, कुछ ही दिनों में ख़तरा टल जाता है।

प्रमाण क्या दिखाते हैंआफ़्टरशॉक धीरे-धीरे कम होते हैं (ओमोरी का नियम): मुख्य झटके के दस दिन बाद भी वे पहले दिन की तुलना में लगभग दसवें हिस्से जितनी बार आते हैं, और सौ दिन बाद, लगभग सौवें हिस्से जितनी बार। सबसे बड़ा आफ़्टरशॉक औसतन मुख्य झटके से केवल लगभग 1.2 तीव्रता कम होता है (Båth का नियम), इसलिए 7 तीव्रता के भूकंप के बाद, लगभग 6 तीव्रता का आफ़्टरशॉक कोई आश्चर्य की बात नहीं है। क्षतिग्रस्त इमारतों को जाँच होने तक ख़ाली रखना चाहिए।

भ्रांतिघोषित की गई पहली तीव्रता ही सही होती है; अगर वह बदलती है, तो वैज्ञानिकों ने ग़लती की।

प्रमाण क्या दिखाते हैंतेज़ तरीक़े कुछ ही मिनटों में पहली संख्या दे देते हैं ताकि चेतावनियाँ जारी हो सकें, लेकिन सबसे बड़े भूकंपों के लिए वे अपनी अधिकतम सीमा पर पहुँचकर रुक जाते हैं (संतृप्त हो जाते हैं)। 2011 में, जापान की पहली सुनामी चेतावनी में 7.9 तीव्रता का उपयोग हुआ; अनुमान को चरणों में बढ़ाकर 9.0 कर दिया गया (USGS 9.1 बताता है)। अंतिम मोमेंट मैग्निट्यूड पूरे रिकॉर्ड से मिलता है, इसलिए पहले घंटे में आने वाली कई संख्याएँ अपेक्षित संशोधन हैं, ग़लतियाँ नहीं।

भ्रांतिजो फ़ॉल्ट नियमित रूप से टूटता है, उसकी भविष्यवाणी साल तक की जा सकती है, और जो कुछ समय से नहीं टूटा, उसका भूकंप ‘बकाया’ है।

प्रमाण क्या दिखाते हैंकैलिफ़ोर्निया के पार्कफ़ील्ड में 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 और 1966 में मध्यम भूकंप आए, मोटे तौर पर हर 22 साल में। 1985 में वैज्ञानिकों ने पूर्वानुमान लगाया कि अगला भूकंप 1993 से पहले आएगा; वह 2004 में आया, समय-सीमा ख़त्म होने के ग्यारह साल बाद। फ़ॉल्ट इतने नियमित तो हैं कि उनका पूर्वानुमान लगाया जा सके, लेकिन इतने नियमित नहीं कि किसी समय-सारणी पर चलें, इसलिए पूर्वानुमान वर्षों और दशकों की संभावनाएँ बताते हैं, कभी कोई तारीख़ नहीं।

भ्रांतिवैज्ञानिक जानते हैं कि पृथ्वी के भीतर क्या है, क्योंकि उन्होंने उसे देखने के लिए नीचे तक ड्रिल किया है।

प्रमाण क्या दिखाते हैंअब तक खोदा गया सबसे गहरा छेद केवल लगभग 12 km नीचे तक जाता है, जो लगभग 35 km मोटी महाद्वीपीय भूपर्पटी का लगभग एक-तिहाई हिस्सा है। गहरे भीतरी भाग के बारे में हम जो कुछ जानते हैं, उसका ज़्यादातर हिस्सा भूकंप तरंगों के पहुँचने का समय मापने से आता है: मोहोरोविचिच ने 1909 में भूपर्पटी का तल खोजा, S-तरंग छाया दिखाती है कि बाहरी कोर तरल है, और इंगे लेहमन ने 1936 में आंतरिक कोर का अनुमान लगाया, जिसके ठोस होने का पता बाद में चला।

चर्चा के प्रश्न

  1. GPS दिखाता है कि जकड़े हुए फ़ॉल्ट के पास की ज़मीन साल में कुछ मिलीमीटर मुड़ रही है। ये माप वैज्ञानिकों को उस फ़ॉल्ट पर अगले भूकंप के बारे में क्या बता सकते हैं, और क्या नहीं बता सकते?
  2. बीच बॉल से फ़ॉल्ट के दो संभावित तल मिलते हैं। तुर्किये में 2023 के भूकंप के लिए, आफ़्टरशॉकों ने दिखाया कि उनमें से कौन-सा टूटा। आप और कौन-से प्रमाण इस्तेमाल कर सकते हैं, और यह क्यों मायने रखता है कि कौन-सा तल खिसका?
  3. उत्तरी अनातोलियाई फ़ॉल्ट के साथ, 1939 के बाद के दस सबसे बड़े भूकंपों में से नौ को उनसे पहले आए भूकंपों ने टूटने के और क़रीब पहुँचा दिया था। अगर आप इस्तांबुल को अगले भूकंप के लिए तैयार कर रहे होते, तो आप इस निष्कर्ष का उपयोग कैसे करते, और जनता को क्या बताते?
  4. ओक्लाहोमा में, तेल और गैस के कामकाज से निकले अपशिष्ट जल के निपटान ने हर साल सैकड़ों भूकंप शुरू करा दिए। किसी उद्योग को भूकंप का कितना जोखिम पैदा करने की अनुमति हो, यह कौन तय करे, और निर्णय लेने से पहले आप कौन-से आँकड़े चाहेंगे?
  5. पार्कफ़ील्ड भूकंप अपनी पूर्वानुमान समय-सीमा ख़त्म होने के ग्यारह साल बाद आया। क्या यह प्रयोग विफल रहा? भूकंप आने से पहले इलाक़े को उपकरणों से भरकर वैज्ञानिकों को क्या हासिल हुआ?
  6. इंगे लेहमन ने कुछ क्षीण तरंगों से, जो वहाँ पहुँचीं जहाँ कोई तरंग नहीं पहुँचनी चाहिए थी, एक पूरे आंतरिक कोर का अनुमान लगाया। किसी ऐसी जगह की व्याख्या, जहाँ कोई कभी नहीं जा सकता, किस बात से विश्वसनीय बनती है? बाद के किन प्रमाणों ने उनकी व्याख्या को और मज़बूत किया?

प्रश्नोत्तरी एक उत्तर चुनें; जाँच अपने आप होगी

1.GPS स्टेशन किसी जकड़े हुए फ़ॉल्ट के दोनों ओर लगे हैं। भूकंपों के बीच, फ़ॉल्ट के सबसे क़रीबी स्टेशन क्या दिखाते हैं?

2.2004 की सुमात्रा दरार लगभग 8 मिनट में 1,300 km से अधिक फैली। वह लगभग कितनी तेज़ी से फैली?

3.भूकंपीय मोमेंट, जो तीव्रता के आधुनिक पैमाने का आधार है, किन तीन चीज़ों से निकाला जाता है?

4.एक स्टेशन पास के एक भूकंप की S तरंग को P तरंग के 10 सेकंड बाद दर्ज करता है। भूकंप लगभग कितनी दूर है?

5.‘बीच बॉल’ (फ़ोकल मैकेनिज़्म) किस आधार पर बनाई जाती है?

6.2011 में जापान की पहली सुनामी चेतावनी 7.9 तीव्रता पर आधारित थी; अंतिम तीव्रता 9.0 थी। पहली संख्या कम क्यों थी?

7.ओमोरी के नियम के अनुसार, किसी बड़े भूकंप के दस दिन बाद आफ़्टरशॉक पहले दिन की तुलना में लगभग कितनी बार आते हैं?

8.7.0 तीव्रता का एक भूकंप आता है। Båth के नियम के अनुसार, औसतन सबसे बड़ा आफ़्टरशॉक कितनी तीव्रता का होने की संभावना है?

9.क्या दिखाता है कि पृथ्वी का बाहरी कोर तरल है?

10.1929 के न्यूज़ीलैंड भूकंप के बाद रूस में दर्ज क्षीण तरंगों से इंगे लेहमन ने 1936 में क्या निष्कर्ष निकाला?

लिखित उत्तर

1. किसी जकड़े हुए फ़ॉल्ट पर भूकंप चक्र का वर्णन करें। फिर समझाएँ कि तीन तरह के प्रमाण (GPS, धीमे खिसकाव की घटनाएँ और फ़ॉल्टों के आर-पार खोदी गई खाइयाँ) वैज्ञानिकों को इसे देखने में कैसे मदद करते हैं, और वॉशिंगटन राज्य और ब्रिटिश कोलंबिया के नीचे धीमे खिसकाव की घटनाएँ ऊपर वाले फ़ॉल्ट के जकड़े हुए हिस्से के लिए क्यों मायने रखती हैं।

एक अच्छे उत्तर में क्या होता है

जकड़े हुए फ़ॉल्ट पर प्लेटें खिसकती रहती हैं, लेकिन दोनों तरफ़ के हिस्से जकड़े रहते हैं, इसलिए फ़ॉल्ट के पास की चट्टान दशकों या सदियों तक मुड़ती है और विकृति संचित करती है। जब प्रतिबल घर्षण पर भारी पड़ता है, तो फ़ॉल्ट कुछ सेकंडों से लेकर मिनटों में टूटता है और मुड़ी हुई चट्टान झटके से वापस आती है (इलास्टिक रिबाउंड, रीड, 1910); फिर फ़ॉल्ट जकड़ जाता है और उस पर फिर से तनाव जमा होने लगता है। ज़मीन में मज़बूती से गड़े GPS रिसीवर अपनी स्थिति को कुछ मिलीमीटर की सटीकता तक दर्ज करते हैं: जकड़े हुए फ़ॉल्ट के पास, उसके सबसे क़रीबी स्टेशन प्लेटों की गति से पीछे छूट जाते हैं, जिससे ज़मीन का मुड़ना दिखता है। धीमे खिसकाव की घटनाएँ, जिनका पता GPS ने 2000 के आसपास लगाया, एक-दो हफ़्तों में लगभग एक इंच (कुछ सेंटीमीटर) का खिसकाव हैं, जो महसूस होने के लिए बहुत धीमा है; वॉशिंगटन राज्य और ब्रिटिश कोलंबिया के नीचे ये गहरी प्लेट सीमा पर लगभग हर 14 महीने में होती हैं। फ़ॉल्टों के आर-पार खोदी गई खाइयाँ पिछले भूकंपों से फटी और खिसकी मिट्टी की परतें दिखाती हैं, और परतों की आयु निर्धारित करने से पता चलता है कि हज़ारों वर्षों में फ़ॉल्ट कितनी बार टूटा है। धीमा खिसकाव इसलिए मायने रखता है क्योंकि हर घटना ऊपर वाले फ़ॉल्ट के जकड़े हुए हिस्से पर तनाव बढ़ा देती है, जिससे वह अपने अगले भूकंप के थोड़ा और क़रीब पहुँच जाता है।

2. एक बड़ा भूकंप दुनिया भर के स्टेशनों पर दर्ज होता है। समझाएँ कि भूकंपविज्ञानी (a) उसकी जगह, (b) फ़ॉल्ट कैसे खिसका, और (c) वह कितना बड़ा था, यह कैसे पता लगाते हैं। तुर्किये में 2023 के भूकंप और जापान के तट के पास 2011 के भूकंप का उपयोग करें, और समझाएँ कि किसी महान भूकंप के लिए पहली तीव्रता बहुत कम क्यों हो सकती है।

एक अच्छे उत्तर में क्या होता है

(a) P तरंगें सबसे तेज़ चलती हैं और सबसे पहले पहुँचती हैं; S तरंगें बाद में पहुँचती हैं। पास के भूकंप के लिए, उनके बीच का हर सेकंड लगभग 8 km दर्शाता है, और कई स्टेशनों से मिली दूरियाँ एक जगह पर आपस में काटती हैं, जिसका पता कुछ ही सेकंडों में चल जाता है। (b) कुछ स्टेशनों पर ज़मीन की पहली गति धक्का होती है, दूसरों पर खिंचाव; स्रोत के चारों ओर नक़्शे पर दर्शाने पर, ये एक बीच बॉल बनाते हैं जो फ़ॉल्टिंग का प्रकार और फ़ॉल्ट के दो संभावित तल दिखाती है। फ़रवरी 2023 में तुर्किये में आए 7.8 तीव्रता के भूकंप के लिए इसने स्ट्राइक-स्लिप टूटन दिखाई, और पूर्वी अनातोलियाई फ़ॉल्ट के साथ आए आफ़्टरशॉकों ने दिखाया कि कौन-सा तल खिसका था। (c) अंतिम आकार मोमेंट मैग्निट्यूड है, जिसकी गणना भूकंपीय मोमेंट से की जाती है: खिसका हुआ क्षेत्रफल गुणा खिसकाव गुणा चट्टान की दृढ़ता। तेज़ तरीक़े कुछ ही मिनटों में पहली संख्या दे देते हैं, लेकिन बहुत बड़े भूकंपों के लिए वे संतृप्त हो जाते हैं: 2011 में, लगभग तीन मिनट बाद जारी जापान की पहली सुनामी चेतावनी में 7.9 तीव्रता का उपयोग हुआ, जिसे चरणों में बढ़ाकर 9.0 किया गया। महान दरारें मिनटों तक टूटती भी रहती हैं (2004 में सुमात्रा के लिए लगभग 8), इसलिए अंतिम संख्या जानने से पहले पूरा रिकॉर्ड ज़रूरी है।

3. तुर्किये के उत्तरी अनातोलियाई फ़ॉल्ट का उपयोग करके प्रतिबल के स्थानांतरण को समझाएँ। फिर कैलिफ़ोर्निया में पार्कफ़ील्ड प्रयोग का उपयोग करके समझाएँ कि भूकंप के पूर्वानुमान तारीख़ों के बजाय संभावनाएँ क्यों बताते हैं।

एक अच्छे उत्तर में क्या होता है

जब किसी फ़ॉल्ट का कोई खंड टूटता है, तो उसका प्रतिबल केवल मुक्त नहीं होता बल्कि दूसरी जगह खिसकता भी है: दरार के सिरों के ठीक आगे की चट्टान पर और तनाव आ जाता है, जिससे अगला खंड टूटने के और क़रीब पहुँच जाता है। उत्तरी अनातोलियाई फ़ॉल्ट के साथ, 1939 से शुरू होकर, बड़े भूकंपों की एक शृंखला साठ वर्षों में पूर्व से पश्चिम की ओर बढ़ती गई; दस सबसे बड़े भूकंपों (6.7 या उससे अधिक तीव्रता) के एक अध्ययन में पाया गया कि उनमें से नौ को उनसे पहले आए भूकंपों ने टूटने के और क़रीब पहुँचा दिया था। अगस्त 1999 में यह सिलसिला इस्तांबुल के पास इज़मित (7.6 तीव्रता) तक पहुँचा, और स्थानांतरित प्रतिबल की गणनाओं ने शहर के पास एक शक्तिशाली भूकंप की संभावना बढ़ा दी। सैन एंड्रियास फ़ॉल्ट पर स्थित पार्कफ़ील्ड में 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 और 1966 में मध्यम भूकंप आए, मोटे तौर पर हर 22 साल में। 1985 में वैज्ञानिकों ने पूर्वानुमान लगाया कि अगला भूकंप 1993 से पहले आएगा और इलाक़े को उपकरणों से भर दिया, लेकिन वह 2004 में आया, समय-सीमा ख़त्म होने के ग्यारह साल बाद। फ़ॉल्ट इतने नियमित तो हैं कि उनका पूर्वानुमान लगाया जा सके, लेकिन इतने नहीं कि किसी समय-सारणी पर चलें, इसलिए आधुनिक पूर्वानुमान, जैसे कैलिफ़ोर्निया का फ़ॉल्ट-दर-फ़ॉल्ट UCERF3, भूकंप चक्र, खाइयों के रिकॉर्ड और प्रतिबल के स्थानांतरण को मिलाकर दशकों की संभावनाएँ बताते हैं, कभी कोई तारीख़ नहीं।

और गहराई से विश्वविद्यालय और उन्नत उच्च माध्यमिक

S-माइनस-P समय से भूकंप की जगह का पता लगाना

भूपर्पटी में, P तरंगें लगभग VP = 6 km/s और S तरंगें लगभग VS = 3.5 km/s की गति से चलती हैं। दोनों एक ही क्षण अवकेंद्र से निकलती हैं, इसलिए किसी स्टेशन पर उनके पहुँचने के बीच की देरी दूरी d के साथ बढ़ती है: tS − tP = d/VS − d/VP। दूरी के लिए हल करने पर d = (tS − tP) × VP·VS ÷ (VP − VS) मिलता है।

प्रश्नदिखाएँ कि इन गतियों के साथ, S-माइनस-P समय का हर सेकंड लगभग 8 km दर्शाता है। तीन स्टेशन एक ही पास के भूकंप के लिए 5.0 s, 8.0 s और 12.0 s के S-माइनस-P समय दर्ज करते हैं: भूकंप हर स्टेशन से कितनी दूर है? नक़्शे पर उपरिकेंद्र तय करने के लिए आपको कम से कम तीन स्टेशनों की ज़रूरत क्यों होती है, और यह सरल नियम केवल पास के भूकंपों के लिए ही क्यों काम करता है?

हल सहित उत्तर

VP·VS ÷ (VP − VS) = (6 × 3.5) ÷ 2.5 = 8.4 km प्रति सेकंड देरी, यानी लगभग 8 km। दूरियाँ हैं 5.0 × 8.4 ≈ 42 km, 8.0 × 8.4 ≈ 67 km और 12.0 × 8.4 ≈ 100 km (8 km वाले नियम से लगभग 40, 64 और 96 km)। एक दूरी केवल यह बताती है कि भूकंप उस स्टेशन के चारों ओर किसी वृत्त पर कहीं है; दो वृत्त आमतौर पर दो बिंदुओं पर काटते हैं; तीसरा वृत्त उनमें से एक को चुन लेता है। (सख़्ती से कहें तो ये वृत्त गोले होते हैं, और ज़्यादा स्टेशनों से गहराई का भी पता चल जाता है।) दूर के भूकंपों के लिए, तरंगें मेंटल में गहराई तक उतरती हैं, जहाँ दोनों ज़्यादा तेज़ चलती हैं, और उनके रास्ते मुड़ते हैं, इसलिए भूकंपविज्ञानी भूपर्पटी की गतियों की एक अकेली जोड़ी के बजाय पूरी पृथ्वी के लिए गणना की गई यात्रा-समय तालिकाओं का उपयोग करते हैं।

भूकंपीय मोमेंट, खिसकाव और मोमेंट मैग्निट्यूड

भूकंपीय मोमेंट M₀ = μ·A·D है: चट्टान की दृढ़ता μ (भूपर्पटी की चट्टान के लिए लगभग 3 × 1010 Pa), गुणा खिसका हुआ क्षेत्रफल A, गुणा औसत खिसकाव D। मोमेंट मैग्निट्यूड Mw = (2/3)(log₁₀M₀ − 9.1) है, जहाँ M₀ न्यूटन-मीटर में है; पुनर्व्यवस्थित करने पर, M₀ = 101.5 Mw + 9.1। Hanks और Kanamori का मूल रूप, Mw = (2/3)log₁₀M₀ − 10.7, जिसमें M₀ डाइन-सेंटीमीटर में है, इस रूप से लगभग 0.03 के भीतर के मान देता है।

प्रश्न(a) 50 km लंबा और 20 km चौड़ा एक मॉडल फ़ॉल्ट औसतन 1.3 m खिसकता है। M₀ और Mw की गणना करें। (b) 500 km लंबी और 200 km चौड़ी एक मॉडल सबडक्शन दरार औसतन 10 m खिसकती है (वही μ लें)। Mw की गणना करें, और यह भी कि इसका मोमेंट (a) से कितने गुना बड़ा है। (c) अगर हर दरार एक सिरे से 2.5 km/s की गति से फैलती है, तो हर एक को टूटने में लगभग कितना समय लगता है? 2004 की सुमात्रा दरार से तुलना करें, जो लगभग 8 मिनट में 1,300 km से अधिक फैली।

हल सहित उत्तर

(a) A = 5 × 104 m × 2 × 104 m = 1 × 109 m², इसलिए M₀ = 3 × 1010 × 1 × 109 × 1.3 ≈ 3.9 × 1019 N·m; log₁₀M₀ ≈ 19.59, और Mw = (2/3)(19.59 − 9.1) ≈ 7.0। 7 तीव्रता का भूकंप लगभग 50 km लंबे फ़ॉल्ट को तोड़ता है, जैसा व्याख्यान में बताया गया है। (b) A = 5 × 105 m × 2 × 105 m = 1 × 1011 m², इसलिए M₀ = 3 × 1010 × 1 × 1011 × 10 = 3 × 1022 N·m; log₁₀M₀ ≈ 22.48, और Mw = (2/3)(22.48 − 9.1) ≈ 8.9। इसका मोमेंट 3 × 1022 ÷ 3.9 × 1019 ≈ 770 गुना बड़ा है, जो तीव्रता में लगभग 1.93 के अंतर से मेल खाता है: 101.5 × 1.93 ≈ 780। (c) 50 km ÷ 2.5 km/s = 20 s; 500 km ÷ 2.5 km/s = 200 s, यानी 3 मिनट से ज़्यादा। सुमात्रा: 1,300 km ÷ 480 s ≈ 2.7 km/s, इसलिए वही नियम लागू होता है, और सबसे बड़े भूकंप मिनटों तक हिलाते हैं क्योंकि उनकी दरारों को पूरा होने में मिनटों लगते हैं।

हर आकार के कितने भूकंप: गुटेनबर्ग–रिक्टर और Båth

गुटेनबर्ग–रिक्टर नियम log₁₀N = a − b·M है, जहाँ N किसी क्षेत्र और समयावधि में M या उससे अधिक तीव्रता के भूकंपों की संख्या है, और b आमतौर पर 1 के क़रीब होता है: हर एक क़दम नीचे जाने पर लगभग दस गुना ज़्यादा। हर एक क़दम ऊपर लगभग 101.5 ≈ 32 गुना अधिक ऊर्जा मुक्त करता है। Båth का नियम कहता है कि सबसे बड़ा आफ़्टरशॉक औसतन मुख्य झटके से लगभग 1.2 तीव्रता कम होता है; ख़ुद आफ़्टरशॉक भी गुटेनबर्ग–रिक्टर नियम का पालन करते हैं।

प्रश्न(a) पूरी दुनिया में, एक औसत वर्ष में 5 से 5.9 तीव्रता के लगभग 1,500 भूकंप आते हैं, और 8 या उससे अधिक तीव्रता का लगभग एक। b = 1 के साथ, आप हर साल 6 से 6.9 तीव्रता के, और 7 से 7.9 तीव्रता के कितने भूकंपों की उम्मीद करेंगे? (b) 1,500 भूकंपों में से हर एक को 5.0 तीव्रता का मानें। उनकी कुल ऊर्जा की तुलना 8 तीव्रता के एक भूकंप से कैसे होती है? क्या छोटे भूकंप उस विकृति को निकाल सकते हैं जिससे महान भूकंप बनते हैं? (c) 7.0 तीव्रता के मुख्य झटके के बाद, अपेक्षित सबसे बड़ा आफ़्टरशॉक क्या है, और b = 1 के साथ, 4.8 या उससे अधिक तथा 3.8 या उससे अधिक तीव्रता के लगभग कितने आफ़्टरशॉक आने चाहिए?

हल सहित उत्तर

(a) हर एक क़दम ऊपर लगभग दसवाँ हिस्सा होता है: हर साल 6 से 6.9 तीव्रता के लगभग 150 और 7 से 7.9 के लगभग 15, और फिर 8 या उससे अधिक के लगभग 1.5, जो ‘लगभग एक’ से मेल खाता है। (2000 से 2019 तक का USGS कैटलॉग औसतन साल में लगभग 140 और 14 देता है।) (b) तीन क़दम का मतलब है 101.5 × 3 = 104.5 ≈ 32,000 गुना ऊर्जा, इसलिए 5.0 तीव्रता के 1,500 भूकंप 8 तीव्रता के एक भूकंप की ऊर्जा का केवल लगभग 1,500 ÷ 32,000 ≈ 1/20 मुक्त करते हैं। 5.0 से 5.9 तक के उनके वास्तविक फैलाव को गिनने पर यह लगभग एक-चौथाई हो जाता है, जो फिर भी एक महान भूकंप से बहुत कम है: ऊर्जा पर सबसे बड़े भूकंपों का दबदबा है, इसलिए छोटे भूकंप विकृति से राहत नहीं दिला सकते। (c) 7.0 − 1.2 = 5.8। अगर लगभग एक आफ़्टरशॉक 5.8 तक पहुँचता है, तो b = 1 के साथ लगभग 10 आफ़्टरशॉक 4.8 या उससे अधिक, और लगभग 100 आफ़्टरशॉक 3.8 या उससे अधिक तक पहुँचते हैं। ये औसत हैं; वास्तविक अनुक्रम बहुत अलग-अलग हो सकते हैं।

आफ़्टरशॉक कैसे कम होते हैं: ओमोरी का नियम

ओमोरी (1894) ने पाया कि आफ़्टरशॉकों की दर मोटे तौर पर मुख्य झटके के बाद बीते समय के व्युत्क्रम (एक बटा समय) के अनुसार घटती है। भूकंपविज्ञानी जिस संशोधित रूप का उपयोग करते हैं, वह n(t) = K ÷ (c + t)ᵖ है, जहाँ n प्रति दिन आफ़्टरशॉकों की संख्या है, t दिनों में मुख्य झटके के बाद बीता समय, c एक छोटा समय (आमतौर पर एक दिन से काफ़ी कम), और p 1 के क़रीब होता है। p = 1 और c के t से बहुत छोटे होने पर, n(t) ≈ K ÷ t, और दिन t₁ और t₂ के बीच आफ़्टरशॉकों की कुल संख्या K·ln(t₂ ÷ t₁) है।

प्रश्नकिसी बड़े भूकंप के एक दिन बाद, एक चुनी हुई तीव्रता से ऊपर के आफ़्टरशॉक 200 प्रति दिन की दर से आ रहे हैं (इसलिए K = 200)। (a) दिन 10 और दिन 100 पर दर का अनुमान लगाएँ। (b) दिन 1 और दिन 10 के बीच, दिन 10 और दिन 100 के बीच, और दिन 100 और दिन 1,000 के बीच कितने आफ़्टरशॉक आते हैं? (c) (b) के उत्तर का किसी ऐसे शहर के लिए क्या मतलब है, जो यह तय कर रहा है कि लोग क्षतिग्रस्त इमारतों में कब लौट सकते हैं?

हल सहित उत्तर

(a) n(10) ≈ 200 ÷ 10 = 20 प्रति दिन, जो पहले दिन की दर का दसवाँ हिस्सा है; n(100) ≈ 200 ÷ 100 = 2 प्रति दिन, यानी सौवाँ हिस्सा, जैसा व्याख्यान में बताया गया है। (b) K·ln 10 = 200 × 2.30 ≈ 460 हर अंतराल में: दिन 1 से दिन 10 तक लगभग 460, दिन 10 से दिन 100 तक लगभग 460, और दिन 100 से दिन 1,000 (लगभग तीन वर्ष) तक लगभग 460। समय का हर दस गुना लंबा हिस्सा पिछले हिस्से जितने ही आफ़्टरशॉक लाता है, बस वे ज़्यादा विरल रूप से फैले होते हैं। (c) अनुक्रम जल्दी कम होता है लेकिन लंबे समय तक चलता है, और Båth के नियम के अनुसार बाद का कोई आफ़्टरशॉक भी शक्तिशाली हो सकता है। क्षतिग्रस्त इमारतों को निरीक्षण होने तक ख़ाली रखना चाहिए, और आफ़्टरशॉक पूर्वानुमान कुछ दिनों तक नहीं, बल्कि हफ़्तों से महीनों तक अपडेट किए जाते हैं। (वास्तविक अनुक्रमों में p अक्सर 1 से थोड़ा ऊपर होता है, इसलिए बाद के हिस्से कुछ हद तक शांत होते हैं, और आख़िरकार दर उस क्षेत्र की सामान्य पृष्ठभूमि दर पर लौट आती है।)

छाया क्षेत्र और कोर का आकार

पृथ्वी के चारों ओर की दूरियाँ पृथ्वी के केंद्र पर भूकंप और स्टेशन के बीच बने कोण के रूप में मापी जाती हैं। S तरंगें किसी भूकंप से लगभग 104° से आगे कभी नहीं पहुँचतीं, क्योंकि वे तरल बाहरी कोर को पार नहीं कर सकतीं। सीधी P तरंगें लगभग 104° से लगभग 140° तक ग़ायब रहती हैं: तरल बाहरी कोर में प्रवेश करने पर वे धीमी हो जाती हैं और मुड़ जाती हैं, फिर और आगे दोबारा दिखाई देती हैं। पृथ्वी की त्रिज्या लगभग 6,371 km है।

प्रश्न(a) 104° को सतह के साथ की दूरी में बदलें। (b) बहुत सरल रूप से मान लें कि तरंगें सीधी रेखाओं में चलती हैं। कोर से बच निकलने वाली आख़िरी S तरंग उसे बस छूकर निकलती है; भूकंप से 104° दूर स्थित स्टेशन तक उसका सीधा रास्ता एक जीवा है, जिसका केंद्र से सबसे नज़दीकी बिंदु R·cos(52°) पर है। कोर की त्रिज्या का अनुमान लगाएँ। (c) कोर की मापी गई त्रिज्या लगभग 3,480 km है। वास्तविक रास्ते वापस सतह की ओर मुड़ते हैं, क्योंकि गहराई के साथ तरंगें तेज़ होती जाती हैं। क्या इससे सीधी-रेखा वाला अनुमान बहुत बड़ा होता है या बहुत छोटा? (d) लेहमन की क्षीण P तरंगें रूस के स्टेशनों पर लगभग 111° और 135° पर, यानी P-तरंग छाया के भीतर, पहुँचीं। वे कोर के भीतर किसी चीज़ की ओर संकेत क्यों करती थीं?

हल सहित उत्तर

(a) परिधि 2π × 6,371 ≈ 40,030 km है, इसलिए 104° का मतलब है 104/360 × 40,030 ≈ 11,560 km, जो पृथ्वी के चारों ओर एक-चौथाई (90°, लगभग 10,000 km) से ज़्यादा है, जैसा व्याख्यान में बताया गया है। (b) 6,371 × cos 52° ≈ 6,371 × 0.616 ≈ 3,920 km। (c) बहुत बड़ा। क्योंकि तरंगें गहराई के साथ तेज़ होती जाती हैं, दो बिंदुओं के बीच का वास्तविक रास्ता उनके बीच की सीधी जीवा से ज़्यादा गहराई तक झुकता है, इसलिए जो तरंग कोर को छूकर 104° दूर ऊपर आती है, वह जीवा के 3,920 km से ज़्यादा गहराई तक पहुँची होती है: कोर उससे छोटा है, लगभग 3,480 km त्रिज्या वाला, और उसका ऊपरी सिरा लगभग 2,890 km नीचे है। (d) अगर कोर पूरी तरह तरल होता, तो P तरंगें इस तरह मुड़तीं कि लगभग 104° और 140° के बीच कोई भी ऊपर न आती। जो तरंगें वहाँ पहुँचीं, उन्हें कोर के भीतर किसी ऐसे क्षेत्र ने वापस मोड़ा होगा जहाँ वे ज़्यादा तेज़ चलती हैं: लेहमन का आंतरिक कोर, लगभग 1,220 km त्रिज्या वाला।

मानकों से संरेखण

Next Generation Science Standards (NGSS, संयुक्त राज्य अमेरिका)

HS-ESS2-1

एक मॉडल विकसित करें जो दिखाए कि पृथ्वी की आंतरिक और सतही प्रक्रियाएँ अलग-अलग स्थानिक और कालिक पैमानों पर किस प्रकार काम करके महाद्वीपीय और महासागर-तल की संरचनाएँ बनाती हैं।

इस एपिसोड में: भूकंप चक्र: साल में कुछ सेंटीमीटर की प्लेट गति का दशकों से सदियों तक संचित होना और कुछ सेकंडों से मिनटों में मुक्त होना; धीमा खिसकाव; नॉर्मल, रिवर्स और स्ट्राइक-स्लिप फ़ॉल्ट; धँसती हुई प्लेट (स्लैब) के साथ लगभग 700 km तक के भूकंप।

HS-ESS2-3

थर्मल संवहन द्वारा पदार्थ के चक्रण का वर्णन करने के लिए पृथ्वी के आंतरिक भाग के प्रमाणों पर आधारित एक मॉडल विकसित करें।

इस एपिसोड में: पृथ्वी की परतों के भूकंपीय प्रमाण: मोहो, S-तरंग छाया और तरल बाहरी कोर, लेहमन का ठोस आंतरिक कोर, और दसियों लाख तरंग रिकॉर्डों से बने मेंटल के त्रि-आयामी नक़्शे।

HS-ESS3-1

प्रमाणों के आधार पर एक व्याख्या तैयार करें कि प्राकृतिक संसाधनों की उपलब्धता, प्राकृतिक आपदाओं के घटित होने और जलवायु में बदलावों ने मानव गतिविधियों को कैसे प्रभावित किया है।

इस एपिसोड में: आफ़्टरशॉक के नियम और क्षतिग्रस्त इमारतों को ख़ाली रखने की सलाह; प्रतिबल का स्थानांतरण और इस्तांबुल की बढ़ी हुई संभावनाएँ; संभावनाओं के रूप में पूर्वानुमान (पार्कफ़ील्ड, कैलिफ़ोर्निया का फ़ॉल्ट-दर-फ़ॉल्ट पूर्वानुमान)।

HS-ESS3-2

लागत-लाभ अनुपात के आधार पर ऊर्जा और खनिज संसाधनों के विकास, प्रबंधन और उपयोग के लिए प्रतिस्पर्धी डिज़ाइन समाधानों का मूल्यांकन करें।

इस एपिसोड में: सहायक: ओक्लाहोमा में तेल और गैस के कामकाज से निकले अपशिष्ट जल के निपटान से प्रेरित भूकंप, और उनके लिए USGS द्वारा जारी किए जाने लगे एक साल के पूर्वानुमान।

HS-PS4-1

विभिन्न माध्यमों में चलने वाली तरंगों की आवृत्ति, तरंगदैर्ध्य और गति के बीच संबंधों के बारे में किसी दावे के समर्थन में गणितीय निरूपणों का उपयोग करें।

इस एपिसोड में: P, S और सतही तरंगें और उनकी गतियाँ; S-माइनस-P समय से दूरी; गहराई के साथ तरंगों का तेज़ होना और मुड़ना, जिससे मोहो, छाया क्षेत्र और आंतरिक कोर उजागर हुए।

Advanced Placement (AP, संयुक्त राज्य अमेरिका)

AP Environmental Science, Unit 4

Earth Systems and Resources (पृथ्वी की प्रणालियाँ और संसाधन): प्लेट विवर्तनिकी, फ़ॉल्ट और भूकंप, और पृथ्वी की संरचना।

इस एपिसोड में: प्लेटों की सीमाएँ और फ़ॉल्ट के प्रकार, भूकंप चक्र, और भूकंपीय तरंगों से खोजी गई पृथ्वी की परतें।

AP Environmental Science, Unit 6

Energy Resources and Consumption (ऊर्जा संसाधन और उपभोग): जीवाश्म ईंधन और उन्हें निकालने के पर्यावरणीय प्रभाव।

इस एपिसोड में: सहायक: ओक्लाहोमा में तेल और गैस के अपशिष्ट जल के निपटान से प्रेरित भूकंप।

विश्वविद्यालय पाठ्यक्रम

Introductory seismology

भूकंप चक्र और इलास्टिक रिबाउंड; दरार, भूकंपीय मोमेंट और मोमेंट मैग्निट्यूड; भूकंपों की जगह का पता लगाना; फ़ॉल्ट के प्रकार और फ़ोकल मैकेनिज़्म; भूकंप सांख्यिकी (गुटेनबर्ग–रिक्टर, ओमोरी, Båth); प्रतिबल का स्थानांतरण; भूकंपीय तरंगों से पृथ्वी की संरचना।

इस एपिसोड में: यह पाठ भूकंपविज्ञान के पहले पाठ्यक्रम के मुख्य विषयों को शामिल करता है, जिसमें जगह का पता लगाने, मोमेंट मैग्निट्यूड, भूकंपों की गिनती, आफ़्टरशॉकों के घटने और छाया क्षेत्रों पर हल किए गए प्रश्न हैं।

Natural hazards

पुराभूकंपविज्ञान और पुनरावृत्ति; आफ़्टरशॉक का ख़तरा; प्रेरित भूकंपीयता; दीर्घकालिक और एक साल के भूकंप पूर्वानुमान।

इस एपिसोड में: खाइयाँ, ओमोरी और Båth के नियम, ओक्लाहोमा, पार्कफ़ील्ड और कैलिफ़ोर्निया का फ़ॉल्ट-दर-फ़ॉल्ट पूर्वानुमान।

प्रतिलेख हिंदी में वर्णन, जैसा उपशीर्षकों में है

0:00परिचय

जून 1929 में, एक शक्तिशाली भूकंप ने न्यूज़ीलैंड के दक्षिणी द्वीप को हिला दिया। कोपेनहेगन में, इंगे लेहमन नाम की एक भूकंपविज्ञानी ने दुनिया भर के स्टेशनों पर इस भूकंप के छोड़े हुए रिकॉर्डों का अध्ययन किया। क्षीण तरंगें रूस के स्टेशनों तक पहुँची थीं, एक ऐसे क्षेत्र में जहाँ, उस समय के हर सिद्धांत के अनुसार, पृथ्वी के कोर को उन्हें पहुँचने से रोक देना चाहिए था।

उन्होंने उस पहेली पर बरसों काम किया। 1936 में, उन्होंने अपना उत्तर प्रकाशित किया। तरल कोर के भीतर गहराई में, एक दूसरा, आंतरिक कोर होना चाहिए, जहाँ तरंगें ज़्यादा तेज़ी से चलती हैं। उसी आंतरिक कोर ने उन तरंगों को मोड़कर उस वर्जित क्षेत्र में पहुँचा दिया था। वहाँ कभी कोई नहीं गया। एक भूकंप ने उन्हें वह दिखा दिया, और इस व्याख्यान के अंत तक आप देखेंगे कि कैसे।

इस व्याख्यान में, हम शुरू से अंत तक एक भूकंप के सफ़र पर चलेंगे। हम देखेंगे कि किसी फ़ॉल्ट पर तनाव कैसे जमा होता है और वह कैसे टूटता है, और वैज्ञानिक उसकी तरंगों को कैसे पढ़ते हैं। फिर हम देखेंगे कि एक भूकंप अगले भूकंप की राह कैसे बनाता है, और तरंगें ग्रह के भीतर गहराई में क्या उजागर करती हैं।

1:00तनाव का जमा होना

पृथ्वी का बाहरी आवरण प्लेटों में टूटा हुआ है, जो साल में कुछ सेंटीमीटर खिसकती हैं। जहाँ दो प्लेटें मिलती हैं, उनके बीच की सीमा एक फ़ॉल्ट होती है, और ज़्यादातर समय दोनों तरफ़ के हिस्से आपस में जकड़े रहते हैं, जबकि प्लेटें खिसकती रहती हैं।

1:13जकड़े हुए फ़ॉल्ट के पास की चट्टान धीरे-धीरे मुड़ती है, बढ़ते वज़न के नीचे किसी स्प्रिंगबोर्ड की तरह। 1910 में, हैरी फ़ील्डिंग रीड नाम के एक भूवैज्ञानिक ने 1906 के महान सैन फ़्रांसिस्को भूकंप से पहले और बाद में किए गए भूमि सर्वेक्षणों से यह दिखाया। उन्होंने इसे इलास्टिक रिबाउंड (प्रत्यास्थ प्रतिक्षेप) कहा: दशकों तक धीरे-धीरे मुड़ना, फिर अचानक झटके से वापस आना।

1:34यही भूकंप चक्र है। फ़ॉल्ट पर दशकों या सदियों तक तनाव जमा होता है, वह कुछ सेकंडों या मिनटों में टूटता है, फिर जकड़ जाता है और उस पर फिर से तनाव जमा होने लगता है। हर बड़ा भूकंप उस चक्र का एक फेरा है।

1:48वैज्ञानिक तनाव को जमा होते हुए देख सकते हैं। ज़मीन में मज़बूती से गड़े GPS रिसीवर अपनी स्थिति को एक इंच के एक अंश, यानी कुछ मिलीमीटर, की सटीकता तक दर्ज करते रहते हैं। जकड़े हुए फ़ॉल्ट से दूर, स्टेशन अपनी प्लेटों के साथ-साथ चलते हैं, लेकिन उसके पास वाले स्टेशन पीछे छूट जाते हैं। ज़मीन मुड़ रही है।

2:06कोई फ़ॉल्ट कितनी मज़बूती से जकड़ा हुआ है, इसे उसकी कपलिंग (युग्मन) कहते हैं। पूरी तरह युग्मित फ़ॉल्ट साल-दर-साल प्लेटों की लगभग पूरी गति को संचित करता है। उत्तर-पूर्वी जापान के तट के पास, मार्च 2011 के महान भूकंप ने दिखाया कि वहाँ की प्लेटें ठीक ट्रेंच तक जकड़ी हुई थीं, जहाँ प्रशांत प्लेट जापान के नीचे घुसती है। जब उस सीमा की जकड़ टूटी, तो समुद्र तल खिसक गया, कुछ जगहों पर लगभग 50 मीटर, यानी 150 फ़ुट से भी ज़्यादा।

2:33हर फ़ॉल्ट तनाव जमा होने के दौरान पूरी तरह स्थिर नहीं रहता। वॉशिंगटन राज्य और ब्रिटिश कोलंबिया के नीचे, प्लेट सीमा का गहरा हिस्सा लगभग हर 14 महीने में, एक-दो हफ़्तों के दौरान, लगभग एक इंच, यानी कुछ सेंटीमीटर, खिसकता है। किसी को यह महसूस नहीं होता। GPS ने साल 2000 के आसपास इन धीमे खिसकाव की घटनाओं (स्लो स्लिप इवेंट) का पता लगाया। वैज्ञानिक इन पर कड़ी नज़र रखते हैं, क्योंकि हर घटना फ़ॉल्ट के ऊपर वाले जकड़े हुए हिस्से पर तनाव बढ़ा देती है।

3:00यह चक्र ज़मीन में अपना रिकॉर्ड छोड़ जाता है। भूवैज्ञानिक फ़ॉल्टों के आर-पार खाइयाँ खोदते हैं और मिट्टी की परतों को किसी किताब के पन्नों की तरह पढ़ते हैं। जहाँ कोई परत फटी हुई और खिसकी हुई है, वहाँ उसे किसी भूकंप ने तोड़ा था। उन परतों की आयु निर्धारित करने से पता चलता है कि हज़ारों वर्षों में कोई फ़ॉल्ट कितनी बार टूटा है।

3:20टूटन

भूकंप पूरे फ़ॉल्ट को एक साथ नहीं तोड़ता। यह एक बिंदु से शुरू होता है, अवकेंद्र (हाइपोसेंटर) से, जहाँ प्रतिबल (स्ट्रेस) पहली बार घर्षण पर भारी पड़ता है। वहाँ से यह टूटन, यानी दरार (रप्चर), फ़ॉल्ट पर बाहर की ओर तेज़ी से फैलती है, आमतौर पर हर सेकंड 2 से 3 किलोमीटर की रफ़्तार से। कुछ दरारें तो अपनी भेजी हुई कुछ तरंगों से भी आगे निकल जाती हैं।

3:39भूकंप जितना बड़ा होता है, टूटन उतनी ही देर तक जारी रहती है। एक मध्यम भूकंप कुछ ही सेकंडों में ख़त्म हो जाता है। 2004 के महान सुमात्रा भूकंप में, दरार लगभग आठ मिनट तक उत्तर की ओर फटती चली गई, फ़ॉल्ट के 1,300 किलोमीटर से भी अधिक हिस्से में।

3:56फ़ॉल्ट का कितना हिस्सा टूटता है, और वह कितनी दूर खिसकता है, इसी से भूकंप का आकार तय होता है। वैज्ञानिक तीन चीज़ों को गुणा करते हैं: फ़ॉल्ट का टूटा हुआ क्षेत्रफल, उसके दोनों तरफ़ के हिस्से कितनी दूर खिसके, और चट्टान कितनी कठोर है। इसका परिणाम, भूकंपीय मोमेंट (सिस्मिक मोमेंट), ही वह आधार है जिस पर तीव्रता (मैग्निट्यूड) का आधुनिक पैमाना बना है। पैमाने पर हर एक पूरे क़दम का मतलब है लगभग 32 गुना अधिक ऊर्जा का मुक्त होना।

4:18ज़्यादातर भूकंप सतह से लगभग 70 किलोमीटर के भीतर शुरू होते हैं। लेकिन जहाँ एक प्लेट दूसरी के नीचे घुसती है, वहाँ भूकंप धँसती हुई प्लेट के साथ-साथ नीचे तक जाते हैं, लगभग 700 किलोमीटर की गहराई तक। 1994 में, अब तक दर्ज सबसे बड़े गहरे भूकंपों में से एक बोलीविया के लगभग 630 किलोमीटर नीचे आया। इसे कनाडा जितनी दूर तक महसूस किया गया।

4:44तरंगों को पढ़ना

टूटन से तरंगें निकलती हैं। P तरंगें चट्टान को दबाती और खींचती हैं, जैसे किसी स्प्रिंग की लंबाई के साथ दिया गया धक्का, और वे सबसे तेज़ चलती हैं। S तरंगें उसे अगल-बगल हिलाती हैं, और बाद में पहुँचती हैं। जहाँ वे सतह तक पहुँचती हैं, वहाँ सतही तरंगें ज़मीन के साथ-साथ बाहर की ओर लुढ़कती हुई फैलती हैं। वे सबसे धीमी होती हैं, और नुकसान का बड़ा हिस्सा वही करती हैं।

5:03P और S तरंगों के बीच का अंतराल किसी स्टेशन को बताता है कि भूकंप कितनी दूर है। पास के भूकंप के लिए, उस अंतराल के हर सेकंड का मतलब है लगभग 8 किलोमीटर। जगह का ठीक-ठीक पता लगाने के लिए तीन स्टेशन काफ़ी हैं, और सैकड़ों स्टेशनों वाले नेटवर्क यह काम कुछ ही सेकंडों में कर देते हैं।

5:19फ़ॉल्ट तीन मुख्य तरीक़ों से टूटते हैं। नॉर्मल (सामान्य) फ़ॉल्ट में, भूपर्पटी खिंचती है और एक खंड नीचे धँस जाता है। रिवर्स (उत्क्रम) फ़ॉल्ट में, वह दबती है और एक खंड दूसरे के ऊपर चढ़ जाता है। स्ट्राइक-स्लिप फ़ॉल्ट में, दोनों तरफ़ के हिस्से एक-दूसरे के बगल से खिसकते हैं।

5:34तरंगें ख़ुद बता देती हैं कि फ़ॉल्ट किस तरह टूटा। कुछ स्टेशनों पर ज़मीन की पहली गति एक धक्का होती है; दूसरों पर, एक खिंचाव। पूरी पृथ्वी के चारों ओर नक़्शे पर दर्शाने पर, ये धक्के और खिंचाव एक ऐसा पैटर्न बनाते हैं जिसे भूकंपविज्ञानी ‘बीच बॉल’ कहते हैं। फ़रवरी 2023 में, तुर्किये में 7.8 तीव्रता का एक भूकंप आया। उसकी बीच बॉल ने स्ट्राइक-स्लिप टूटन दिखाई, और उसके आफ़्टरशॉकों ने पूर्वी अनातोलियाई फ़ॉल्ट के साथ-साथ उस टूटन की रेखा उकेर दी।

6:02आकार का ठीक-ठीक पता लगाने में ज़्यादा समय लगता है। 2011 में, कंपन शुरू होने के लगभग तीन मिनट बाद जारी जापान की पहली सुनामी चेतावनी 7.9 तीव्रता पर आधारित थी। तेज़ तरीक़ा सबसे बड़े भूकंपों के लिए अपनी अधिकतम सीमा पर पहुँचकर रुक जाता है, और अनुमान को चरणों में बढ़ाकर 9 कर दिया गया। जल्दी मिलने वाली संख्याएँ चेतावनियों के काम आती हैं; अंतिम संख्या पूरे रिकॉर्ड से मिलती है।

6:27वह अंतिम संख्या मोमेंट मैग्निट्यूड है, जिसकी गणना फ़ॉल्ट के क्षेत्रफल और खिसकाव से की जाती है। पुराने पैमानों के विपरीत, यह सबसे बड़े भूकंपों के लिए भी बढ़ना बंद नहीं करता। इसलिए किसी महान भूकंप की पहले घंटे में कई तीव्रताएँ सामने आ सकती हैं, क्योंकि जल्दी लगाए गए अनुमानों की जगह मोमेंट मैग्निट्यूड ले लेता है।

6:45रडार उपग्रह पूरे भूकंप का नक़्शा एक साथ बना सकते हैं। पहले और बाद में ली गई तस्वीरों की तुलना करके, वे वहाँ रंगों की पट्टियाँ बनाते हैं जहाँ ज़मीन खिसकी, और हर पट्टी उपग्रह की ओर लगभग 3 सेंटीमीटर, यानी लगभग एक इंच, की गति दर्शाती है। यह पैटर्न टूटे हुए फ़ॉल्ट की रेखा दिखा देता है, वहाँ भी जहाँ कोई पहुँच नहीं सकता।

7:07भूकंप आपस में बात करते हैं

भूकंप अपने ही नियमों पर चलते हैं। तीव्रता में हर एक क़दम नीचे जाने पर, भूकंपों की संख्या लगभग दस गुना हो जाती है। पूरी दुनिया में, एक सामान्य वर्ष में 5 या उससे अधिक तीव्रता के 1,000 से ज़्यादा भूकंप आते हैं, लेकिन 8 या उससे अधिक तीव्रता का केवल लगभग एक।

7:22बड़े भूकंप के बाद आफ़्टरशॉक आते हैं, और वे एक नियमित ढंग से कम होते जाते हैं, एक ऐसा पैटर्न जिसे भूकंपविज्ञानी फ़ुसाकिची ओमोरी ने 1890 के दशक में जापान में खोजा था। मुख्य झटके के दस दिन बाद, वे पहले दिन की तुलना में लगभग दसवें हिस्से जितनी बार आते हैं। सौ दिन बाद, लगभग सौवें हिस्से जितनी बार।

7:40सबसे बड़ा आफ़्टरशॉक, औसतन, मुख्य भूकंप से तीव्रता में लगभग 1.2 कम होता है। इसलिए 7 तीव्रता के भूकंप के बाद, लगभग 6 तीव्रता का एक तेज़ आफ़्टरशॉक कोई आश्चर्य की बात नहीं है, और क्षतिग्रस्त इमारतों को जाँच होने तक ख़ाली रखना चाहिए।

7:59भूकंप सिर्फ़ प्रतिबल को मुक्त नहीं करता। वह उसे दूसरी जगह खिसका भी देता है। जहाँ टूटा हुआ फ़ॉल्ट ख़त्म होता है, उसके ठीक आगे की चट्टान पर प्रतिबल बढ़ जाता है, और अगला खंड टूटने के और क़रीब पहुँच जाता है।

8:11तुर्किये का उत्तरी अनातोलियाई फ़ॉल्ट इसे साफ़-साफ़ दिखाता है। 1939 से शुरू होकर, 60 वर्षों में बड़े भूकंपों की एक शृंखला इसके साथ-साथ पूर्व से पश्चिम की ओर बढ़ती गई। दस सबसे बड़े भूकंपों के एक अध्ययन में पाया गया कि उनमें से नौ को उनसे पहले आए भूकंपों ने टूटने के और क़रीब पहुँचा दिया था। अगस्त 1999 में, यह सिलसिला इस्तांबुल के पास इज़मित तक पहुँचा, और इसने इस्तांबुल के नीचे एक शक्तिशाली भूकंप की संभावना बढ़ा दी।

8:38इंसान भी फ़ॉल्टों की जकड़ खोल सकते हैं। ओक्लाहोमा में, तेल और गैस के कामकाज में भारी मात्रा में खारा अपशिष्ट जल ज़मीन के भीतर गहराई में पंप किया गया, जिससे पुराने फ़ॉल्टों के भीतर दबाव तब तक बढ़ता गया जब तक वे खिसक नहीं गए। 3 या उससे अधिक तीव्रता के भूकंप साल में लगभग दो से उछलकर 2015 में 900 से ज़्यादा हो गए। ओक्लाहोमा का सबसे बड़ा भूकंप, 2016 में पॉनी के पास आया 5.8 तीव्रता का भूकंप, कई राज्यों में महसूस किया गया।

9:07यह सब पूर्वानुमान में काम आता है, जो संभावनाएँ बताता है, कभी कोई तारीख़ नहीं। कैलिफ़ोर्निया का छोटा-सा क़स्बा पार्कफ़ील्ड सैन एंड्रियास फ़ॉल्ट पर बसा है। 1857 और 1966 के बीच, वहाँ छह मध्यम भूकंप आए, मोटे तौर पर हर 22 साल में एक।

9:241985 में, वैज्ञानिकों ने पूर्वानुमान लगाया कि अगला भूकंप 1993 से पहले आएगा, और उसे दर्ज करने के लिए इलाक़े को उपकरणों से भर दिया। वह 2004 में आया, पूर्वानुमान की समय-सीमा ख़त्म होने के 11 साल बाद। फ़ॉल्ट इतने नियमित तो हैं कि उनका पूर्वानुमान लगाया जा सके, लेकिन इतने नियमित नहीं कि किसी समय-सारणी पर चलें।

9:43इसलिए आधुनिक पूर्वानुमान इस चक्र, खाइयों में दर्ज रिकॉर्ड, और तनाव जमा होने के GPS मापों को मिलाकर आने वाले दशकों के लिए हर फ़ॉल्ट की संभावनाएँ बताते हैं। ओक्लाहोमा में आई इस बढ़ोतरी के बाद, यू.एस. जियोलॉजिकल सर्वे ने इंसानों के कारण होने वाले भूकंपों के लिए भी एक साल के पूर्वानुमान जारी करना शुरू किया।

10:04पृथ्वी के भीतर झाँकना

ज़मीन को हिलाने वाली यही तरंगें पूरे ग्रह के भीतर से होकर गुज़रती हैं। ज़्यादा गहराई की चट्टान भारी दबाव में होती है, और नीचे जाते हुए तरंगें आमतौर पर तेज़ होती जाती हैं। इसलिए उनके रास्ते धीरे-धीरे मुड़कर वापस सतह की ओर आते हैं, जैसे गर्म सड़क के ऊपर मृगतृष्णा की झिलमिलाहट।

10:191909 में, आंद्रिया मोहोरोविचिच नाम के एक क्रोएशियाई वैज्ञानिक ने देखा कि पास के एक भूकंप की तरंगें दो समूहों में पहुँचीं। कुछ तरंगों ने ज़्यादा गहरी चट्टान से होकर एक तेज़ रास्ता लिया था। उन्होंने भूपर्पटी का तल खोज लिया था, एक ऐसी सीमा जिसका नाम आज भी उन्हीं के नाम पर है: मोहो।

10:38कहीं ज़्यादा गहराई में, तरंगें कोर को उजागर करती हैं। किसी भूकंप से पृथ्वी के चारों ओर एक-चौथाई से ज़्यादा दूरी पर, S तरंगें ग़ायब हो जाती हैं, और फिर कभी वापस नहीं आतीं। P तरंगें भी क्षीण होकर मिट जाती हैं, फिर दूसरी ओर दोबारा दिखाई देती हैं। S तरंगें तरल से होकर नहीं गुज़र सकतीं। बाहरी कोर पिघला हुआ है।

10:55और यह हमें वापस इंगे लेहमन तक ले आता है। रूस में पहुँची क्षीण तरंगें तरल कोर को पार कर आई थीं, और उसके भीतर किसी ज़्यादा तेज़ चीज़ ने उन्हें मोड़ दिया था। वह एक आंतरिक कोर था, जिसकी त्रिज्या लगभग 1,200 किलोमीटर है। बाद के शोध से पता चला कि यह ठोस लोहे और निकल का बना है, और लगभग सूर्य की सतह जितना गर्म है। आधुनिक नेटवर्क ऐसे दसियों लाख रिकॉर्डों से पृथ्वी के गहरे भीतरी भाग का तीन आयामों में नक़्शा बनाते हैं।

11:19किसी ने भी लगभग 12 किलोमीटर से ज़्यादा गहराई तक ड्रिल नहीं किया है। उसके नीचे की हर चीज़ के बारे में हम जो कुछ जानते हैं, उसका ज़्यादातर हिस्सा दुनिया भर के स्टेशनों पर भूकंप तरंगों के पहुँचने का समय मापने से आता है।

11:32तीन बातें

तो, याद रखने लायक तीन बातें। पहली, किसी फ़ॉल्ट पर दशकों तक तनाव जमा होता है, वह मिनटों में टूटता है, और फिर से जकड़ जाता है: यही भूकंप चक्र है। दूसरी, तरंगें बताती हैं कि फ़ॉल्ट कहाँ टूटा, कैसे खिसका और टूटन कितनी बड़ी थी, और हर भूकंप प्रतिबल को अगले भूकंप तक पहुँचा देता है। और तीसरी, उन्हीं तरंगों ने ग्रह के भीतरी भाग का नक़्शा बनाया है, नीचे उसके ठोस कोर तक।

11:54हर भूकंप ग्रह के भीतर से आया एक संदेश है। इंगे लेहमन ने 1929 का एक संदेश पढ़ा, और एक ऐसी दुनिया खोज निकाली जहाँ कोई कभी नहीं जा पाएगा। Earth Explained देखने के लिए धन्यवाद। अगले व्याख्यान के लिए सब्सक्राइब करें, और EarthWatch 24-7 पर दिन-रात ग्रह को लाइव देखें।

स्रोत

  1. Lehmann, I. (1936). P′. Publications du Bureau Central Séismologique International, Série A, Travaux Scientifiques, 14, 87–115. As described in: American Physical Society (2023). September 1936: Seismologist Inge Lehmann Concludes That Earth Has an Inner Core. APS News. www.aps.org/apsnews/2023/08/seismologist-lehmann-earth-inner-coreउपयोग: 1929 का न्यूज़ीलैंड भूकंप, रूस के स्टेशन, और लेहमन का 1936 का आंतरिक कोर
  2. European Geosciences Union, Seismology Division blog. In Lehmann's Terms: the Story of the Singular Seismic-Wave Spotter. blogs.egu.eu/divisions/sm/?p=10703उपयोग: लेहमन के रिकॉर्ड और उनकी यह व्याख्या कि तरंगों को एक ज़्यादा तेज़ आंतरिक कोर ने मोड़ा
  3. Dziewonski, A. M., & Gilbert, F. (1971). Solidity of the inner core of the Earth inferred from normal mode observations. Nature, 234, 465–466. doi.org/10.1038/234465a0उपयोग: कि आंतरिक कोर ठोस है
  4. Anzellini, S., Dewaele, A., Mezouar, M., Loubeyre, P., & Morard, G. (2013). Melting of iron at Earth's inner core boundary based on fast X-ray diffraction. Science, 340, 464–466. doi.org/10.1126/science.1233514उपयोग: आंतरिक कोर का तापमान, लगभग 6,000 °C
  5. Lawson, A. C., et al. (1908–1910). The California Earthquake of April 18, 1906: Report of the State Earthquake Investigation Commission. Carnegie Institution of Washington. Vol. 2: H. F. Reid, The Mechanics of the Earthquake (1910). archive.org/details/californiaearthq872caliउपयोग: इलास्टिक रिबाउंड, भूकंप से पहले और बाद के सर्वेक्षणों से
  6. Fujiwara, T., Kodaira, S., No, T., Kaiho, Y., Takahashi, N., & Kaneda, Y. (2011). The 2011 Tohoku-Oki earthquake: Displacement reaching the trench axis. Science, 334, 1240. doi.org/10.1126/science.1211554उपयोग: समुद्र तल का लगभग 50 m खिसकना; ट्रेंच तक जकड़ा हुआ फ़ॉल्ट
  7. Dragert, H., Wang, K., & James, T. S. (2001). A silent slip event on the deeper Cascadia subduction interface. Science, 292, 1525–1528. doi.org/10.1126/science.1060152उपयोग: GPS से खोजा गया धीमा खिसकाव
  8. Rogers, G., & Dragert, H. (2003). Episodic tremor and slip on the Cascadia subduction zone: The chatter of silent slip. Science, 300, 1942–1943. doi.org/10.1126/science.1084783उपयोग: उत्तरी वॉशिंगटन और दक्षिण-पश्चिमी ब्रिटिश कोलंबिया के नीचे लगभग हर 14 महीने में धीमा खिसकाव
  9. Brudzinski, M. R., & Allen, R. M. (2007). Segmentation in episodic tremor and slip all along Cascadia. Geology, 35, 907–910. doi.org/10.1130/G23740A.1उपयोग: कैस्केडिया के अलग-अलग हिस्सों में धीमा खिसकाव कितनी बार दोहराया जाता है
  10. Sieh, K. E. (1978). Prehistoric large earthquakes produced by slip on the San Andreas Fault at Pallett Creek, California. Journal of Geophysical Research, 83(B8), 3907–3939. doi.org/10.1029/JB083iB08p03907उपयोग: फ़ॉल्टों के आर-पार खोदी गई खाइयाँ (पुराभूकंपविज्ञान)
  11. Bao, H., Ampuero, J.-P., Meng, L., Fielding, E. J., et al. (2019). Early and persistent supershear rupture of the 2018 magnitude 7.5 Palu earthquake. Nature Geoscience, 12, 200–205. doi.org/10.1038/s41561-018-0297-zउपयोग: S तरंगों से तेज़ दरारें (पालू में लगभग 4.1 km/s)
  12. Lay, T., Kanamori, H., Ammon, C. J., Nettles, M., et al. (2005). The great Sumatra-Andaman earthquake of 26 December 2004. Science, 308, 1127–1133. doi.org/10.1126/science.1112250उपयोग: 2004 की दरार: लगभग 8 से 10 मिनट में 1,300 km से अधिक
  13. Ammon, C. J., Ji, C., Thio, H.-K., Robinson, D., et al. (2005). Rupture process of the 2004 Sumatra-Andaman earthquake. Science, 308, 1133–1139. doi.org/10.1126/science.1112260उपयोग: 2004 की दरार की लंबाई और अवधि
  14. Hanks, T. C., & Kanamori, H. (1979). A moment magnitude scale. Journal of Geophysical Research, 84(B5), 2348–2350. doi.org/10.1029/JB084iB05p02348उपयोग: भूकंपीय मोमेंट और मोमेंट मैग्निट्यूड
  15. Wells, D. L., & Coppersmith, K. J. (1994). New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement. Bulletin of the Seismological Society of America, 84(4), 974–1002. doi.org/10.1785/BSSA0840040974उपयोग: 5, 7 और 9 तीव्रता के लिए दरार की लंबाइयाँ
  16. U.S. Geological Survey. Earthquake Magnitude, Energy Release, and Shaking Intensity. www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/earthquake-magnitude-energy-release-and-shaking-intensityउपयोग: तीव्रता के हर पूरे क़दम पर लगभग 32 गुना ऊर्जा
  17. U.S. Geological Survey. M 8.2 – Bolivia, June 9, 1994. Event page. earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/usp0006dzcउपयोग: बोलीविया का गहरा भूकंप: तीव्रता, लगभग 631 km की गहराई, टोरंटो तक महसूस किया गया
  18. U.S. Geological Survey. Focal mechanisms, or 'beachballs'. www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/focal-mechanisms-or-beachballsउपयोग: फ़ॉल्ट के प्रकार और फ़ोकल मैकेनिज़्म; फ़ॉल्ट के दो संभावित तल
  19. U.S. Geological Survey. M 7.8 – Pazarcık earthquake, Kahramanmaraş earthquake sequence, Türkiye, February 6, 2023. Event page. earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us6000jllzउपयोग: 2023 के भूकंप की तीव्रता और स्ट्राइक-स्लिप मैकेनिज़्म
  20. Reitman, N. G., Tan, M. M., Bürgi, P., Hatem, A. E., DuRoss, C. B., & Briggs, R. W. (2026). High-resolution surface deformation and slip distribution observations for the 2023 Kahramanmaraş, Türkiye, earthquake sequence help constrain the rupture process. Bulletin of the Seismological Society of America. pubs.usgs.gov/publication/70277053उपयोग: पूर्वी अनातोलियाई फ़ॉल्ट पर दरार
  21. Japan Meteorological Agency (2013). Lessons learned from the tsunami disaster caused by the 2011 Great East Japan Earthquake and improvements in JMA's tsunami warning system. www.data.jma.go.jp/eqev/data/en/tsunami/LessonsLearned_Improvements_brochure.pdfउपयोग: 14:49 पर, लगभग तीन मिनट बाद, 7.9 तीव्रता पर आधारित पहली सुनामी चेतावनी; संतृप्ति
  22. Hoshiba, M., Iwakiri, K., Hayashimoto, N., Shimoyama, T., et al. (2011). Outline of the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake (Mw 9.0): Earthquake Early Warning and observed seismic intensity. Earth, Planets and Space, 63, 547–551. doi.org/10.5047/eps.2011.05.031उपयोग: पहले तीव्रता अनुमान कैसे बढ़ते गए
  23. IRIS / EarthScope Consortium. Educational animations and classroom resources, including 'Seismic shadow zones and P waves'. www.iris.edu/hq/inclassउपयोग: P, S और सतही तरंगें; S-माइनस-P समय से दूरी; मुड़ते हुए तरंग पथ; छाया क्षेत्र
  24. U.S. Geological Survey. ANSS Comprehensive Earthquake Catalog (ComCat): earthquake search. earthquake.usgs.gov/earthquakes/searchउपयोग: हर तीव्रता के भूकंपों की वार्षिक संख्या (गुटेनबर्ग–रिक्टर)
  25. Utsu, T., Ogata, Y., & Matsu'ura, R. S. (1995). The centenary of the Omori formula for a decay law of aftershock activity. Journal of Physics of the Earth, 43, 1–33. doi.org/10.4294/jpe1952.43.1उपयोग: ओमोरी का नियम (1894) और उसका संशोधित रूप
  26. Båth, M. (1965). Lateral inhomogeneities of the upper mantle. Tectonophysics, 2, 483–514. doi.org/10.1016/0040-1951(65)90003-Xउपयोग: Båth का नियम: सबसे बड़ा आफ़्टरशॉक लगभग 1.2 तीव्रता कम
  27. Stein, R. S., Barka, A. A., & Dieterich, J. H. (1997). Progressive failure on the North Anatolian fault since 1939 by earthquake stress triggering. Geophysical Journal International, 128, 594–604. pubs.usgs.gov/publication/70019873उपयोग: प्रतिबल का स्थानांतरण: दस में से नौ बड़ी दरारें पहले की दरारों द्वारा टूटने के और क़रीब पहुँचाई गईं
  28. Parsons, T., Toda, S., Stein, R. S., Barka, A., & Dieterich, J. H. (2000). Heightened odds of large earthquakes near Istanbul: An interaction-based probability calculation. Science, 288, 661–665. pubs.usgs.gov/publication/70022614उपयोग: 1999 में इज़मित के बाद इस्तांबुल की बढ़ी हुई संभावनाएँ
  29. U.S. Geological Survey. Myths and Misconceptions About Induced Earthquakes. www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/myths-and-misconceptions-about-induced-earthquakesउपयोग: ओक्लाहोमा के भूकंपों का अपशिष्ट जल निपटान से संबंध; 3 या उससे अधिक तीव्रता के भूकंप, साल में लगभग दो से बढ़कर 2015 में 900 से ज़्यादा
  30. U.S. Geological Survey. M 5.8 – 14 km NW of Pawnee, Oklahoma, September 3, 2016. Event page. earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10006jxsउपयोग: पॉनी भूकंप
  31. Petersen, M. D., et al. (2016). 2016 one-year seismic hazard forecast for the Central and Eastern United States from induced and natural earthquakes. U.S. Geological Survey Open-File Report 2016–1035. pubs.usgs.gov/publication/ofr20161035उपयोग: इंसानों के कारण होने वाले भूकंपों के लिए एक साल के पूर्वानुमान
  32. Bakun, W. H., Aagaard, B., Dost, B., Ellsworth, W. L., et al. (2005). Implications for prediction and hazard assessment from the 2004 Parkfield earthquake. Nature, 437, 969–974. doi.org/10.1038/nature04067उपयोग: पार्कफ़ील्ड: 1857–1966 के भूकंप, 1985 का पूर्वानुमान, और 2004 का भूकंप
  33. Field, E. H., & 2014 Working Group on California Earthquake Probabilities (2015). UCERF3: A New Earthquake Forecast for California's Complex Fault System. U.S. Geological Survey Fact Sheet 2015–3009. pubs.usgs.gov/fs/2015/3009उपयोग: दशकों के लिए कैलिफ़ोर्निया के फ़ॉल्ट-दर-फ़ॉल्ट पूर्वानुमान
  34. Dziewonski, A. M. (1984). Mapping the lower mantle: Determination of lateral heterogeneity in P velocity up to degree and order 6. Journal of Geophysical Research, 89(B7), 5929–5952. doi.org/10.1029/JB089iB07p05929उपयोग: तरंग यात्रा-समयों से बने मेंटल के त्रि-आयामी नक़्शे (भूकंपीय टोमोग्राफ़ी)

एपिसोड के चित्र: USGS, NOAA और NASA (सार्वजनिक डोमेन), NASA GIBS के माध्यम से NASA/USGS Landsat के मानचित्रों के साथ; एनिमेशन EarthWatch 24-7 द्वारा। पूरा श्रेय: earthwatch247.com/credits.html.

इस पाठ का उद्धरण दें

EarthWatch 24-7. (2026). भूकंप 201: एक भूकंप के भीतर [वीडियो पाठ]. Earth Explained: भूकंप 201. https://earthwatch247.com/learn/earthquakes-201/hi/

उत्तर कुंजी

  1. C. फ़ॉल्ट से दूर के स्टेशन अपनी प्लेटों के साथ खिसकते हैं, लेकिन जकड़े हुए फ़ॉल्ट के सबसे क़रीबी स्टेशन पीछे छूट जाते हैं: चट्टान मुड़ रही है और विकृति संचित कर रही है, जो भूकंप चक्र का तनाव जमा होने वाला आधा हिस्सा है।
  2. A. 1,300 km ÷ (8 × 60 s) = 1,300 km ÷ 480 s ≈ 2.7 km प्रति सेकंड, जो 2 से 3 km प्रति सेकंड की सामान्य दरार गति के भीतर है। जितना लंबा फ़ॉल्ट टूटता है, कंपन उतनी ही देर तक चलता है।
  3. D. M₀ = दृढ़ता × क्षेत्रफल × खिसकाव (Hanks और Kanamori, 1979)। किसी एक सिस्मोग्राम पर दोलन पुराने पैमानों का आधार था, जो सबसे बड़े भूकंपों के लिए बढ़ना बंद कर देते हैं।
  4. B. पास के भूकंप के लिए, P और S तरंगों के पहुँचने के बीच का हर सेकंड लगभग 8 km दर्शाता है: 10 × 8 ≈ 80 km। तीन या अधिक स्टेशनों से मिली दूरियाँ उपरिकेंद्र पर आपस में काटती हैं।
  5. A. स्रोत के चारों ओर नक़्शे पर दर्शाए गए धक्के और खिंचाव दिखाते हैं कि फ़ॉल्ट कैसे खिसका। तुर्किये में 2023 के 7.8 तीव्रता के भूकंप के लिए, बीच बॉल ने स्ट्राइक-स्लिप टूटन दिखाई।
  6. C. तेज़ तरीक़े चेतावनियों के काम आते हैं, लेकिन सबसे बड़े भूकंपों के लिए अपनी अधिकतम सीमा पर पहुँच जाते हैं। फ़ॉल्ट के क्षेत्रफल और खिसकाव से निकाला गया मोमेंट मैग्निट्यूड ऐसा नहीं करता, इसलिए अनुमान को चरणों में बढ़ाकर 9.0 कर दिया गया (USGS 9.1 बताता है)।
  7. B. दर मोटे तौर पर मुख्य झटके के बाद बीते समय के व्युत्क्रम (एक बटा समय) के अनुसार घटती है: दस दिन बाद, लगभग दसवाँ हिस्सा; सौ दिन बाद, लगभग सौवाँ हिस्सा।
  8. D. सबसे बड़ा आफ़्टरशॉक औसतन मुख्य झटके से लगभग 1.2 तीव्रता कम होता है: 7.0 − 1.2 = 5.8। इसीलिए क्षतिग्रस्त इमारतों को जाँच होने तक ख़ाली रखना चाहिए।
  9. C. S तरंगें तरल से होकर नहीं गुज़र सकतीं, इसलिए बाहरी कोर एक S-तरंग छाया बनाता है; P तरंगें गुज़र सकती हैं, और दूसरी ओर दोबारा दिखाई देती हैं। कोई भी छेद लगभग 12 km से ज़्यादा गहरा नहीं गया है।
  10. A. एक ज़्यादा तेज़ आंतरिक कोर ने तरंगों को मोड़कर उस क्षेत्र में पहुँचा दिया था जहाँ कोर को उन्हें पहुँचने से रोक देना चाहिए था। लगभग 1,220 km त्रिज्या वाला आंतरिक कोर ठोस है, यह बाद में दिखाया गया।

लिखित उत्तर

  1. जकड़े हुए फ़ॉल्ट पर प्लेटें खिसकती रहती हैं, लेकिन दोनों तरफ़ के हिस्से जकड़े रहते हैं, इसलिए फ़ॉल्ट के पास की चट्टान दशकों या सदियों तक मुड़ती है और विकृति संचित करती है। जब प्रतिबल घर्षण पर भारी पड़ता है, तो फ़ॉल्ट कुछ सेकंडों से लेकर मिनटों में टूटता है और मुड़ी हुई चट्टान झटके से वापस आती है (इलास्टिक रिबाउंड, रीड, 1910); फिर फ़ॉल्ट जकड़ जाता है और उस पर फिर से तनाव जमा होने लगता है। ज़मीन में मज़बूती से गड़े GPS रिसीवर अपनी स्थिति को कुछ मिलीमीटर की सटीकता तक दर्ज करते हैं: जकड़े हुए फ़ॉल्ट के पास, उसके सबसे क़रीबी स्टेशन प्लेटों की गति से पीछे छूट जाते हैं, जिससे ज़मीन का मुड़ना दिखता है। धीमे खिसकाव की घटनाएँ, जिनका पता GPS ने 2000 के आसपास लगाया, एक-दो हफ़्तों में लगभग एक इंच (कुछ सेंटीमीटर) का खिसकाव हैं, जो महसूस होने के लिए बहुत धीमा है; वॉशिंगटन राज्य और ब्रिटिश कोलंबिया के नीचे ये गहरी प्लेट सीमा पर लगभग हर 14 महीने में होती हैं। फ़ॉल्टों के आर-पार खोदी गई खाइयाँ पिछले भूकंपों से फटी और खिसकी मिट्टी की परतें दिखाती हैं, और परतों की आयु निर्धारित करने से पता चलता है कि हज़ारों वर्षों में फ़ॉल्ट कितनी बार टूटा है। धीमा खिसकाव इसलिए मायने रखता है क्योंकि हर घटना ऊपर वाले फ़ॉल्ट के जकड़े हुए हिस्से पर तनाव बढ़ा देती है, जिससे वह अपने अगले भूकंप के थोड़ा और क़रीब पहुँच जाता है।
  2. (a) P तरंगें सबसे तेज़ चलती हैं और सबसे पहले पहुँचती हैं; S तरंगें बाद में पहुँचती हैं। पास के भूकंप के लिए, उनके बीच का हर सेकंड लगभग 8 km दर्शाता है, और कई स्टेशनों से मिली दूरियाँ एक जगह पर आपस में काटती हैं, जिसका पता कुछ ही सेकंडों में चल जाता है। (b) कुछ स्टेशनों पर ज़मीन की पहली गति धक्का होती है, दूसरों पर खिंचाव; स्रोत के चारों ओर नक़्शे पर दर्शाने पर, ये एक बीच बॉल बनाते हैं जो फ़ॉल्टिंग का प्रकार और फ़ॉल्ट के दो संभावित तल दिखाती है। फ़रवरी 2023 में तुर्किये में आए 7.8 तीव्रता के भूकंप के लिए इसने स्ट्राइक-स्लिप टूटन दिखाई, और पूर्वी अनातोलियाई फ़ॉल्ट के साथ आए आफ़्टरशॉकों ने दिखाया कि कौन-सा तल खिसका था। (c) अंतिम आकार मोमेंट मैग्निट्यूड है, जिसकी गणना भूकंपीय मोमेंट से की जाती है: खिसका हुआ क्षेत्रफल गुणा खिसकाव गुणा चट्टान की दृढ़ता। तेज़ तरीक़े कुछ ही मिनटों में पहली संख्या दे देते हैं, लेकिन बहुत बड़े भूकंपों के लिए वे संतृप्त हो जाते हैं: 2011 में, लगभग तीन मिनट बाद जारी जापान की पहली सुनामी चेतावनी में 7.9 तीव्रता का उपयोग हुआ, जिसे चरणों में बढ़ाकर 9.0 किया गया। महान दरारें मिनटों तक टूटती भी रहती हैं (2004 में सुमात्रा के लिए लगभग 8), इसलिए अंतिम संख्या जानने से पहले पूरा रिकॉर्ड ज़रूरी है।
  3. जब किसी फ़ॉल्ट का कोई खंड टूटता है, तो उसका प्रतिबल केवल मुक्त नहीं होता बल्कि दूसरी जगह खिसकता भी है: दरार के सिरों के ठीक आगे की चट्टान पर और तनाव आ जाता है, जिससे अगला खंड टूटने के और क़रीब पहुँच जाता है। उत्तरी अनातोलियाई फ़ॉल्ट के साथ, 1939 से शुरू होकर, बड़े भूकंपों की एक शृंखला साठ वर्षों में पूर्व से पश्चिम की ओर बढ़ती गई; दस सबसे बड़े भूकंपों (6.7 या उससे अधिक तीव्रता) के एक अध्ययन में पाया गया कि उनमें से नौ को उनसे पहले आए भूकंपों ने टूटने के और क़रीब पहुँचा दिया था। अगस्त 1999 में यह सिलसिला इस्तांबुल के पास इज़मित (7.6 तीव्रता) तक पहुँचा, और स्थानांतरित प्रतिबल की गणनाओं ने शहर के पास एक शक्तिशाली भूकंप की संभावना बढ़ा दी। सैन एंड्रियास फ़ॉल्ट पर स्थित पार्कफ़ील्ड में 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 और 1966 में मध्यम भूकंप आए, मोटे तौर पर हर 22 साल में। 1985 में वैज्ञानिकों ने पूर्वानुमान लगाया कि अगला भूकंप 1993 से पहले आएगा और इलाक़े को उपकरणों से भर दिया, लेकिन वह 2004 में आया, समय-सीमा ख़त्म होने के ग्यारह साल बाद। फ़ॉल्ट इतने नियमित तो हैं कि उनका पूर्वानुमान लगाया जा सके, लेकिन इतने नहीं कि किसी समय-सारणी पर चलें, इसलिए आधुनिक पूर्वानुमान, जैसे कैलिफ़ोर्निया का फ़ॉल्ट-दर-फ़ॉल्ट UCERF3, भूकंप चक्र, खाइयों के रिकॉर्ड और प्रतिबल के स्थानांतरण को मिलाकर दशकों की संभावनाएँ बताते हैं, कभी कोई तारीख़ नहीं।

और गहराई से

  1. S-माइनस-P समय से भूकंप की जगह का पता लगाना: VP·VS ÷ (VP − VS) = (6 × 3.5) ÷ 2.5 = 8.4 km प्रति सेकंड देरी, यानी लगभग 8 km। दूरियाँ हैं 5.0 × 8.4 ≈ 42 km, 8.0 × 8.4 ≈ 67 km और 12.0 × 8.4 ≈ 100 km (8 km वाले नियम से लगभग 40, 64 और 96 km)। एक दूरी केवल यह बताती है कि भूकंप उस स्टेशन के चारों ओर किसी वृत्त पर कहीं है; दो वृत्त आमतौर पर दो बिंदुओं पर काटते हैं; तीसरा वृत्त उनमें से एक को चुन लेता है। (सख़्ती से कहें तो ये वृत्त गोले होते हैं, और ज़्यादा स्टेशनों से गहराई का भी पता चल जाता है।) दूर के भूकंपों के लिए, तरंगें मेंटल में गहराई तक उतरती हैं, जहाँ दोनों ज़्यादा तेज़ चलती हैं, और उनके रास्ते मुड़ते हैं, इसलिए भूकंपविज्ञानी भूपर्पटी की गतियों की एक अकेली जोड़ी के बजाय पूरी पृथ्वी के लिए गणना की गई यात्रा-समय तालिकाओं का उपयोग करते हैं।
  2. भूकंपीय मोमेंट, खिसकाव और मोमेंट मैग्निट्यूड: (a) A = 5 × 104 m × 2 × 104 m = 1 × 109 m², इसलिए M₀ = 3 × 1010 × 1 × 109 × 1.3 ≈ 3.9 × 1019 N·m; log₁₀M₀ ≈ 19.59, और Mw = (2/3)(19.59 − 9.1) ≈ 7.0। 7 तीव्रता का भूकंप लगभग 50 km लंबे फ़ॉल्ट को तोड़ता है, जैसा व्याख्यान में बताया गया है। (b) A = 5 × 105 m × 2 × 105 m = 1 × 1011 m², इसलिए M₀ = 3 × 1010 × 1 × 1011 × 10 = 3 × 1022 N·m; log₁₀M₀ ≈ 22.48, और Mw = (2/3)(22.48 − 9.1) ≈ 8.9। इसका मोमेंट 3 × 1022 ÷ 3.9 × 1019 ≈ 770 गुना बड़ा है, जो तीव्रता में लगभग 1.93 के अंतर से मेल खाता है: 101.5 × 1.93 ≈ 780। (c) 50 km ÷ 2.5 km/s = 20 s; 500 km ÷ 2.5 km/s = 200 s, यानी 3 मिनट से ज़्यादा। सुमात्रा: 1,300 km ÷ 480 s ≈ 2.7 km/s, इसलिए वही नियम लागू होता है, और सबसे बड़े भूकंप मिनटों तक हिलाते हैं क्योंकि उनकी दरारों को पूरा होने में मिनटों लगते हैं।
  3. हर आकार के कितने भूकंप: गुटेनबर्ग–रिक्टर और Båth: (a) हर एक क़दम ऊपर लगभग दसवाँ हिस्सा होता है: हर साल 6 से 6.9 तीव्रता के लगभग 150 और 7 से 7.9 के लगभग 15, और फिर 8 या उससे अधिक के लगभग 1.5, जो ‘लगभग एक’ से मेल खाता है। (2000 से 2019 तक का USGS कैटलॉग औसतन साल में लगभग 140 और 14 देता है।) (b) तीन क़दम का मतलब है 101.5 × 3 = 104.5 ≈ 32,000 गुना ऊर्जा, इसलिए 5.0 तीव्रता के 1,500 भूकंप 8 तीव्रता के एक भूकंप की ऊर्जा का केवल लगभग 1,500 ÷ 32,000 ≈ 1/20 मुक्त करते हैं। 5.0 से 5.9 तक के उनके वास्तविक फैलाव को गिनने पर यह लगभग एक-चौथाई हो जाता है, जो फिर भी एक महान भूकंप से बहुत कम है: ऊर्जा पर सबसे बड़े भूकंपों का दबदबा है, इसलिए छोटे भूकंप विकृति से राहत नहीं दिला सकते। (c) 7.0 − 1.2 = 5.8। अगर लगभग एक आफ़्टरशॉक 5.8 तक पहुँचता है, तो b = 1 के साथ लगभग 10 आफ़्टरशॉक 4.8 या उससे अधिक, और लगभग 100 आफ़्टरशॉक 3.8 या उससे अधिक तक पहुँचते हैं। ये औसत हैं; वास्तविक अनुक्रम बहुत अलग-अलग हो सकते हैं।
  4. आफ़्टरशॉक कैसे कम होते हैं: ओमोरी का नियम: (a) n(10) ≈ 200 ÷ 10 = 20 प्रति दिन, जो पहले दिन की दर का दसवाँ हिस्सा है; n(100) ≈ 200 ÷ 100 = 2 प्रति दिन, यानी सौवाँ हिस्सा, जैसा व्याख्यान में बताया गया है। (b) K·ln 10 = 200 × 2.30 ≈ 460 हर अंतराल में: दिन 1 से दिन 10 तक लगभग 460, दिन 10 से दिन 100 तक लगभग 460, और दिन 100 से दिन 1,000 (लगभग तीन वर्ष) तक लगभग 460। समय का हर दस गुना लंबा हिस्सा पिछले हिस्से जितने ही आफ़्टरशॉक लाता है, बस वे ज़्यादा विरल रूप से फैले होते हैं। (c) अनुक्रम जल्दी कम होता है लेकिन लंबे समय तक चलता है, और Båth के नियम के अनुसार बाद का कोई आफ़्टरशॉक भी शक्तिशाली हो सकता है। क्षतिग्रस्त इमारतों को निरीक्षण होने तक ख़ाली रखना चाहिए, और आफ़्टरशॉक पूर्वानुमान कुछ दिनों तक नहीं, बल्कि हफ़्तों से महीनों तक अपडेट किए जाते हैं। (वास्तविक अनुक्रमों में p अक्सर 1 से थोड़ा ऊपर होता है, इसलिए बाद के हिस्से कुछ हद तक शांत होते हैं, और आख़िरकार दर उस क्षेत्र की सामान्य पृष्ठभूमि दर पर लौट आती है।)
  5. छाया क्षेत्र और कोर का आकार: (a) परिधि 2π × 6,371 ≈ 40,030 km है, इसलिए 104° का मतलब है 104/360 × 40,030 ≈ 11,560 km, जो पृथ्वी के चारों ओर एक-चौथाई (90°, लगभग 10,000 km) से ज़्यादा है, जैसा व्याख्यान में बताया गया है। (b) 6,371 × cos 52° ≈ 6,371 × 0.616 ≈ 3,920 km। (c) बहुत बड़ा। क्योंकि तरंगें गहराई के साथ तेज़ होती जाती हैं, दो बिंदुओं के बीच का वास्तविक रास्ता उनके बीच की सीधी जीवा से ज़्यादा गहराई तक झुकता है, इसलिए जो तरंग कोर को छूकर 104° दूर ऊपर आती है, वह जीवा के 3,920 km से ज़्यादा गहराई तक पहुँची होती है: कोर उससे छोटा है, लगभग 3,480 km त्रिज्या वाला, और उसका ऊपरी सिरा लगभग 2,890 km नीचे है। (d) अगर कोर पूरी तरह तरल होता, तो P तरंगें इस तरह मुड़तीं कि लगभग 104° और 140° के बीच कोई भी ऊपर न आती। जो तरंगें वहाँ पहुँचीं, उन्हें कोर के भीतर किसी ऐसे क्षेत्र ने वापस मोड़ा होगा जहाँ वे ज़्यादा तेज़ चलती हैं: लेहमन का आंतरिक कोर, लगभग 1,220 km त्रिज्या वाला।