יום שלישי, 19 בינואר 2010

רעידת האדמה בהאיטי

לפני שבע שנים וחצי נסעתי עם ג'ודי לאיים הקריביים. זה היה ירח דבש הרפתקני למדי - בחרנו להתאכסן במלונות פשוטים ולהסתובב ברגל בערים, בהרים ובחופים על מנת להכיר את המקומות ואת התושבים. התחנה הראשונה שלנו הייתה הרפובליקה הדומיניקנית, שכנתה של האיטי על האי היספניולה. חששנו בעיקר מההוריקנים, ואכן יצא לנו לפגוש סופה טרופית שהיא מין מיני-הוריקן. לסכנת רעידות האדמה באזור לא היינו מודעים אז.

מיפוי רעידות האדמה בשנים 1998-1963

רעידות אדמה הן אחת התופעות הבלתי-צפויות ביותר על פני כדור הארץ. עם זאת, ניתן לפחות לדעת היכן רעידות לא יקרו - הן לא יתרחשו במקום בו לא קיים העתק (קו שבר). העתק הוא קו המפריד בין שני גושי סלעים על קרום כדור הארץ. כוחות פנימיים מניעים את הגושים האחד יחסית לשני, אולם התנועה הזו לא חלקה - ייתכן מצב שבו הגושים תקועים ולא זזים עד שמצטברת אנרגיה מספיק גבוהה. במצב זה, האנרגיה משתחררת בבת אחת בצורת רעידת אדמה כשהגושים מתחילים לנוע. יש להעיר שגם במקומות אחרים, שאינם קרובים להעתקים, תיתכן רעידת אדמה חזקה, אבל לשם כך צריכה להשתחרר כמות גדולה של אנרגיה, למשל עקב נפילת אסטרואיד או פיצוץ פצצה אטומית. פעולות אנושיות נוספות יכולות לגרום לרעידות אדמה חלשות או להעצים רעידות אדמה טבעיות.

האיטי, וגם ישראל, שוכנות באזורים בהם יש פעילות סייסמית רבה, כלומר באזורים שבהם רעידת אדמה חזקה יכולה להתרחש בכל רגע. רבים ניסו למצוא דרך לחזות רעידות אדמה מבעוד מועד, אך עד היום לא נמצאה דרך מוכחת, בעלת אחוזי הצלחה גבוהים, לעשות זאת. רוב השיטות מבוססות על סימנים מקדימים שמגיעים לפחות כמה שעות לפני הרעידה. אני הייתי מציע לנסות להבין טוב יותר את מנגנון אגירת האנרגיה בהעתקים ולנסות לכמת את כמות האנרגיה המצטברת, או לחילופין למצוא דרכים לשחרר את האנרגיה באופן מבוקר, אבל זה עדיין בגדר מדע בדיוני. בכל אופן, מציאת "תרופה לרעידות אדמה", כפי שהגדיר זאת תלמיד בפעילות שהעברתי לפני שבוע, היא ללא ספק אחת המטרות החשובות של המדע בימינו.

רעידת האדמה בהאיטי, צבע אדום מסמל רעידה חזקה במיוחד

בהיספניולה קיימת מערכת מורכבת של שברים. רעידת האדמה בהאיטי בשבוע שעבר, שמקורה בתזוזה לאורך העתק פנימי בתוך הלוח הקריבי (Enriquillo-Plantain Garden Fault), הייתה קטלנית במיוחד עקב שלוש סיבות עיקריות. הגורם המרכזי הוא איכות הבנייה במדינה - מרבית המבנים בהאיטי לא מסוגלים לעמוד ברעידת אדמה חזקה. בימינו, ללא יכולת חיזוי של רעידות אדמה, נושא הבנייה הוא האמצעי המרכזי בכל ניסיון ממשלתי להקדים תרופה למכה. לגורם זה, שעליו יש לאדם שליטה מסוימת, חברו כאן שני גורמים שאין עליהם שליטה. ראשית, עיר הבירה הצפופה של האיטי, פורט-או-פרנס, קרובה מאוד לנקודת המוקד העילית של רעידת האדמה הנוכחית. נקודה זו, הקרויה אפיצנטר, מוגדרת כנקודה על פני השטח שנמצאת מעל מוקד הרעש. ברעידת האדמה בהאיטי המרחק בין האפיצנטר לעיר היה 15 ק"מ בלבד. שנית, מוקד הרעש היה סמוך לפני השטח - עומקו עומד על 13 ק"מ בלבד. זו נקודה חשובה, משום שהגלים הסייסמיים ההרסניים ביותר נעים על פני השטח.



רעידת אדמה יוצרת ארבעה סוגי גלים שניתן להבדיל ביניהם בקלות בסייסמוגרף, מכשיר מדידה המיועד לרישום רעידות אדמה. שני סוגי גלים מסוגלים לחדור לתוך כדור הארץ. המהירים יותר, גלי P, הם גלי אורך, כלומר ההפרעה מתרחשת בכיוון תנועת הגלים. גלים אלו יכולים לעבור במוצקים ובנוזלים וכל רעידת אדמה מהווה מקור של גלים כאלו שמגיעים לכל נקודה על פני כדור הארץ. העוצמה שלהם קטנה יחסית, וייתכן שבעלי חיים, כמו כלבים, שמתחילים לנוע בחוסר שקט זמן קצר לפני רעידת אדמה חשים את הגלים הללו, בעוד שאנו בדרך כלל לא מרגישים אותם. אם כך, תנועה עצבנית של בעלי חיים יכולה להוות סימן טוב לרעידת אדמה קרובה מאוד. גלי S, שמגיעים זמן קצר אחרי גלי P, הם גלי רוחב, שבהם ההפרעה מאונכת לכיוון ההתקדמות. הם נעים רק במוצקים, ובעזרתם הבינו שבתוך כדור הארץ קיים אזור נוזלי גדול - הגלעין החיצוני. בשנת 1910 הבחינו, שבניגוד לגלי P, גלי S לא מגיעים לצד השני של כדור הארץ, והמסקנה הייתה שאזור הצל הזה נובע מחסימה שלהם בשכבה נוזלית בתוך כדור הארץ.

שני סוגי גלי השטח שנובעים מרעידות אדמה, איטיים יותר והרסניים יותר יחסית לגלי P וגלי S. המהירים יותר מבין גלי השטח, גלי לאב (love), הם גלי רוחב. אחרונים מגיעים גלי ריילי (Rayleigh) שצורתם דומה לגלי ים (גם גל רוחב וגם גל אורך), אלא שהם נעים בקרום המוצק של כדור הארץ ולא במים. גלי ריילי גורמים, בדרך כלל, למרבית הנזק. כאמור, שני סוגי הגלים הללו הם גלי שטח, כלומר הם לא יכולים לחדור לתוך פנים כדור הארץ. העוצמה הגדולה שלהם היא הסיבה העיקרית לכך שרעידות אדמה רדודות, שהמוקד שלהן לא עמוק, נחשבות למסוכנות יותר. עוצמת הגל נחלשת עם המרחק, ולכן הקרבה לאפיצנטר היא גורם מרכזי נוסף המשפיע על מידת הנזק.

מלון "ארמון החורף" ביריחו שקרס ברעידת האדמה של 1927, צולם על ידי צלמי המושבה האמריקאית בירושלים

ומה קורה בארץ? העתק ים המלח, שבשטח ישראל ממוקם בין עמק החולה בצפון לאילת בדרום, מפריד בין הלוח הערבי (עבר הירדן) שנע צפונה ובין הלוח האפריקאי. ההעתק מהווה מקור ראשי לרעידות אדמה באזורנו - רעידות אדמה חזקות התרחשו לאורכו בעבר ואין ספק שרעידות חזקות יתרחשו גם בעתיד. בהיבט כלל-ארצי, הדרך הטובה ביותר להיערך לסכנות היא חיזוק המבנים. כבר קיימת תוכנית מפורטת כיצד לעשות זאת, תמ"א 38, אלא שבפועל הביצוע נערך באטיות רבה. בערי הפריפריה, כמו טבריה ובית שאן שנמצאות באזור סיכון ראשי, התוכנית רחוקה מאוד מתחילת ביצוע. הרעיון הכלכלי מאחורי תמ"א 38 הוא שהקבלן ישפץ את הבניין, יגדיל את גודל הדירות, יבנה חניון ויתקין מעליות בחינם, ובתמורה יקבל זכות לבנות דירות על גג הבניין שיישארו בבעלותו. מבחינת הקבלנים עסקה כזו משתלמת מאוד במרכז, היכן שמחירי הדירות בשמיים, אבל במקומות כמו טבריה או קריית שמונה הדירות שהם מקבלים לא שוות את מחיר חיזוק הבניין והשיפוץ. להערכתי, בלי התערבות ממשלתית אין סיכוי שהתכנית תבוצע באזורים שבהם באמת צריך אותה.

עד שהבניינים בארץ יחוזקו, אם בכלל, כל שנותר הוא לזכור כמה כללי התנהגות בסיסיים בעת התרחשות רעידת אדמה. כאמור, אנו וחיות הבית עשויים להרגיש את הרעידה הראשונית הנובעת מגלי P ו-S בטרם מגיעים גלי השטח ההרסניים יותר. לכן, אם יש אפשרות להגיע לשטח פתוח, רחוק ממבנים, תוך מספר שניות - רצוי לעשות זאת. אולם, יש לשים לב שחוף ים עלול להוות מלכודת מוות עקב סכנת גלי צונאמי. מי שנוסע ברכב צריך לעצור במקום פתוח, לא מתחת לגשר או בסמוך למבנה או מתלול, ולהישאר ברכב. מי שנמצא בבית ולא יכול להגיע לשטח פתוח תוך מספר שניות צריך להגיע למקום הבטוח ביותר בבית, לפי סדר העדיפות הבא: ממ"ד, חדר מדרגות, מתחת לשולחן כבד, פינה פנימית רחוקה מחלונות וממדפים.

לא כולם מודעים לסכנה המוחשית מאוד של רעידת אדמה חזקה בישראל, ואני מקווה שכעת תהיה התעוררות, אם כי אני לא בטוח שהאייטם של האיטי יחזיק מעמד זמן רב בכותרות. כבר מזמן נוכחתי לדעת שללא עניין תקשורתי, קשה לקדם תכניות שעולות כסף רב. אבל, לפחות מבחינת המחקר הגאולוגי והעניין המדעי, אזורים שבהם קיים סיכון גבוה לרעידת אדמה, כמו ארץ ישראל, יישארו תמיד האזורים המעניינים ביותר.
עדכון: מתברר שלפני שנתיים הבחינו מדענים בעליית הלחץ לאורך ההעתק שעובר ליד פורט-או-פרנס וחזו אפשרות של רעידת אדמה קרובה בעוצמה של 7.2. הם לא טעו בהרבה: רעידת האדמה בהאיטי הייתה בעוצמה של 7.0. (הידיעה באתר physorg)

    15 תגובות:

    Ehoud אמר/ה...

    ישנו בארץ גם פיסיקאי (ג'יי פיינברג) מהאוניברסיטה העברית שחוקר רעידות אדמה מזה כמה שנים. מסתבר כי הפיסיקה של רעידות אדמה דומה למחקר של החיכוך. מתוך מחקרו הסתבר לג'יי כי ישנן רעידות אדמה חזקות מאד המתרחשות כל הזמן סביבנו אך הן לא מלוות בהעתק גדול של הקרקע ולכן איננו מבחינים בהם. אפקט כזה לאחר שנחזה תיאורטית גם נצפה ניסיונית במדידיןת סמסיות.

    שרית אמר/ה...

    תודה רבה על ההסבר ובכלל על הבלוג המרתק

    אריה מלמד-כץ אמר/ה...

    אהוד ושרית - תודה על התגובות.

    שמעתי על העבודה של פרופ' פיינברג. אם אני זוכר נכון הוא עושה ניסויי חיכוך במעבדה על מנת להבין באופן בסיסי את המנגנון של חיכוך ושל החלקה. לדעתי זה כיוון נכון, אבל ייקח עוד זמן ליישם את המסקנות בשטח, כלומר לחזות רעידות אדמה עם אחוז הצלחה גבוה.

    יגאל אמר/ה...

    אריה, האם אתה חושב שיש בכלל מה לעשות נגד רעידות אדמה? קראתי שאפילו בכתבי עת מדעיים הגיעו להסכמה שלא ניתן לחזות רעידות אדמה.

    אנונימי אמר/ה...

    פשוט נשבר הלב. למה האסונות האלו תמיד פוגעים בעניים?

    אריה מלמד-כץ אמר/ה...

    ליגאל - אני חושב שיכולת החיזוי של רעידות אדמה תשתפר באופן ניכר במאה השנים הקרובות. בנוסף לכך, אני מקווה שבעתיד (הרחוק) תימצא דרך בטוחה לשחרור לחצים בהעתקים מועדים לרעידות אדמה, וזה עשוי להיות פתרון מלא.

    לאנונימי - מרבית אוכלוסיית העולם ענייה ולכן יש סיכוי גדול יותר שהיא תיפגע. בנוסף, המדינות העשירות יכולות להרשות לעצמן בנייה עמידה (ויקרה) לרעידות אדמה, ואמצעי מיגון אחרים בפני אסונות, ולכן האוכלוסייה במדינות אלו נפגעת פחות.

    פילוסופיה מדע וחברה אמר/ה...

    בערוץ נשיונל ג'יאוגרפיק הייתה תוכנית מעניינת מאוד בנוגע לירח ולהשפעתו על כדה"א.

    כמה מדענים והדיוטות ביצעו תצפיות והצליחו לחזות התפרצויות וולקניות בדיוק של 80%, בדיוק כאשר הירח היה מעל לאזור החיכוך / הר הגעש (מעין גיאות ושפל).

    אריה מלמד-כץ אמר/ה...

    זה כיוון מחקר מעניין.
    גם אני שמעתי על מתאם סטטיסטי בין רעידות אדמה וגאות חזקה במיוחד. מצד שני, ברור שלא כל גאות חזקה גורמת לרעידת אדמה או התפרצות הר געש, כך שהגורם הזה לכשעצמו לא מספיק על מנת לעורר רעידת אדמה. אולי הוא מצטרף לגורמים נוספים ומהווה מעין "הקש ששובר את גב הגמל"? מעניין אם נעשה מחקר מדעי שבודק את יעילות שיטת החיזוי הזו?

    בחיפוש שעשיתי עכשיו מצאתי מאמר מ-2002 שנקרא "Tides,Earthquakes, and Volcanoes" מאת Junzo Kasahara (פורסם ב-Science). כתוב בו שנמצא מתאם סטטיסטי בין שפל חזק לבין רעידות אדמה שמתרחשות באזורים וולקניים סמוכים לחוף או ברכסים מרכז-אוקיאניים.

    יוסי אמר/ה...

    דוגמא לכלב שמזהה רעידת אדמה, כחמש שניות לפני התנועה: http://www.youtube.com/watch?v=vL_EOxvR2Zs
    קליפורניה, ינואר 2010

    תודה

    אריה מלמד-כץ אמר/ה...

    סרטון נהדר. תודה.

    קלוגר גלאון -nzk11111 אמר/ה...

    קלוגר גלאון כולם חכמים בתאוריות
    תכלס רוצים זמן מדויק--ומיקום מדויק
    אתם יכולים לתת ?? אתם לא --אבל אני כן--תתיחסו ברצינות לכתבות שלי
    אבל חבל--שבטוח שתתיחסו רק-אחרי !!?
    http://www.flix.co.il/tapuz/myPage.asp?id=3263241

    http://cafe.themarker.com/view.php?t=1486287

    אריה מלמד-כץ אמר/ה...

    שלום לך ותודה על התגובה. קראתי כעת את הפוסט בבלוג שלך שקישרת אליו, ואני לא מבין על איזה עיקרון מבוסס הפיתוח שלך? במילים אחרות, כיצד החיישנים עובדים ומה הם מגלים?

    אולי תרצה להרחיב על כך, משום שאם זה אכן עובד מדובר בפיתוח חשוב.

    הערה:
    ככל שידוע לי (ורשמתי זאת בפוסט) בעלי חיים, ולפעמים גם אנשים, יכולים לחוש בגלים החלשים והמהירים (גלי P וגלי S) שמגיעים כמה שניות לפני גלי השטח החזקים יותר. האם יש לך ראיות לכך שחיות יכולות לחוש ברעידת אדמה כמה ימים לפני התרחשותה?

    אריה מלמד-כץ אמר/ה...

    בדיוק הזכרנו בדיון את פרופ' ג'יי פיינברג והנה האונ' העברית יצאה עם הודעה לעיתונות על המחקר שלו:
    פריצת דרך בהבנת הכוחות הגורמים לרעידות אדמה

    תמ"א 38 אמר/ה...

    איך זה שעם כל הטכנולוגיה שלנו והידע שצברנו כל כך הרבה שנים, המדע לא מצליח לחזות רעידות אדמה? לא ייתכן שברגע אחד הכל נשטף, ללא שום התרעה.. תגובה ליוסי: זו לא פעם ראשונה שאני שומעת שחיות יכולות לחזות רעידות אדמה...

    ג'וש אמר/ה...

    אם כבר מדברים על תמ"א 38, הנה לכם עוד קצת מידע...
    תמ"א 38