Εκτίμηση των κινήσεων του εδάφους στους μεγαλύτερους φλοιώδεις σεισμούς
Οι σεισμοί προκαλούν πολλούς θανάτους και τραυματισμούς παγκοσμίως. Για παράδειγμα, ο σεισμός του Νεπάλ του 2015 πιστεύεται ότι σκότωσε σχεδόν 9.000 ανθρώπους. Αυτό το γεγονός ήταν μόνο ένα από τα πολλά γεγονότα που συνέβαλαν στους 750.000 θανάτους που αποδίδονται σε σεισμούς κατά την περίοδο 1996 έως 2015 σύμφωνα με πρόσφατη έκθεση των Ηνωμένων Εθνών.
Αυτό είναι ένα υψηλότερο σύνολο από τους θανάτους που προκαλούνται από όλες τις άλλες φυσικές καταστροφές (π.χ. καταιγίδες, καύσωνες και πλημμύρες) μαζί. Οι σεισμοί προκαλούν επίσης σημαντικές οικονομικές απώλειες. Για παράδειγμα, ο σεισμός του Κουμαμότο (Ιαπωνία) του 2016 πιστεύεται ότι προκάλεσε ζημιές αξίας 42 δισεκατομμυρίων δολαρίων σύμφωνα με την ιαπωνική κυβέρνηση. Οι μεγαλύτεροι σεισμοί μπορούν επίσης να έχουν δραματικές και μόνιμες επιπτώσεις στο τοπίο, π.χ. περίπου 180 χιλιόμετρα επιφανειακής ρηγματοποίησης σημειώθηκε στον σεισμό Kaikoura (Νέα Ζηλανδία) το 2016.
Η συντριπτική πλειονότητα των θανάτων και τραυματισμών που σχετίζονται με το σεισμό και οι οικονομικές απώλειες προκαλούνται από ζημιές (συμπεριλαμβανομένης της ολικής κατάρρευσης) σε κτίρια ή στο περιεχόμενό τους. Κατά τον σχεδιασμό κτιρίων και υποδομών (π. Αυτές οι εκτιμήσεις υπολογίζονται από σεισμολόγους μηχανικούς χρησιμοποιώντας δύο σετ μαθηματικών μοντέλων.
Το πρώτο από αυτά παρέχει μια εκτίμηση του ρυθμού εμφάνισης σεισμών διαφορετικών μεγεθών εντός μερικών εκατοντάδων χιλιομέτρων από την κατασκευή, π.χ. πόσο συχνά συμβαίνει ένας σεισμός 6 Ρίχτερ σε ένα κοντινό ρήγμα; Το δεύτερο μοντέλο προβλέπει ποια θα είναι η κίνηση του εδάφους δεδομένης της εμφάνισης διαφορετικών σεισμών, π.χ. αν συνέβη ο σεισμός μεγέθους 6 Ρίχτερ ποια είναι η αναμενόμενη δόνηση του εδάφους στη βάση της κατασκευής; Πολλές εκατοντάδες από αυτά τα λεγόμενα μοντέλα επίγειας κίνησης έχουν δημοσιευτεί.
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην ανάπτυξη μοντέλων επίγειας κίνησης είναι η έλλειψη καταγραφής προηγούμενων σεισμών, ιδιαίτερα εκείνων που βρίσκονται στην περιοχή ενδιαφέροντος. Αυτή η πρόκληση είναι ιδιαίτερα έντονη όταν εξετάζουμε τους μεγαλύτερους σεισμούς επειδή συμβαίνουν τόσο σπάνια. Γενικά, λιγότερος από ένας σεισμός μεγέθους 7,2 Ρίχτερ ή μεγαλύτερος συμβαίνει στον φλοιό της Γης κάθε χρόνο και καταγράφεται σε κοντινές αποστάσεις από σύγχρονα σεισμογραφικά δίκτυα.
Στην πρόσφατη μελέτη μας, συλλέξαμε δεδομένα από 38 φλοιώδεις σεισμούς μεγέθους 7,2 Ρίχτερ και άνω που είχαν συμβεί παγκοσμίως τα τελευταία 60 χρόνια. Πολλά από αυτά τα δεδομένα είχαν ξεχαστεί και δεν είχαν συγκεντρωθεί ποτέ πριν και ως εκ τούτου δεν είχαν χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή των πιο πρόσφατων μοντέλων επίγειας κίνησης. Λόγω της σημασίας του για τον σεισμικό σχεδιασμό και επειδή είναι συχνά η μόνη διαθέσιμη πληροφορία σχετικά με τις κινήσεις του εδάφους σε προηγούμενους σεισμούς στη μελέτη μας, εξετάσαμε τη μέγιστη οριζόντια επιτάχυνση που μετρήθηκε από καθένα από τα διαθέσιμα σεισμογράμματα. Τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν πρόσφατα συγκρίθηκαν με προβλέψεις από οκτώ μοντέλα επίγειας κίνησης που χρησιμοποιούνται συνήθως για την αξιολόγηση του σεισμού που μπορεί να υποστεί μια κατασκευή κατά τη διάρκεια της ζωής της.
Διαπιστώσαμε ότι αυτά τα οκτώ μοντέλα παρέχουν, κατά μέσο όρο, καλή αντιστοιχία με τις μέγιστες οριζόντιες επιταχύνσεις που παρατηρούνται στους μεγαλύτερους φλοιώδεις σεισμούς. Αυτό είναι καθησυχαστικό για την αντισεισμική μηχανική. Η μελέτη, ωστόσο, έδειξε ότι οι κινήσεις του εδάφους σε ορισμένους σεισμούς (π.χ. ο σεισμός Bhuj του 2001 στην Ινδία) ήταν πολύ υψηλότερες από αυτές που θα αναμενόταν με δεδομένο το μέγεθος.
Τα δεδομένα που θα συγκεντρωθούν για αυτήν τη μελέτη θα είναι πολύτιμα για την εξαγωγή νέων μοντέλων επίγειας κίνησης για χρήση στο σχεδιασμό ασφαλέστερων κατασκευών και κατά συνέπεια για τη μείωση του κινδύνου σεισμού.
Η μελέτη, Μέγιστες επιταχύνσεις εδάφους από μεγάλους (M ≥ 7,2) ρηχούς σεισμούς φλοιού:μια σύγκριση με προβλέψεις από οκτώ πρόσφατα μοντέλα επίγειας κίνησης δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Bulletin of Earthquake Engineering .
