OGNISKO TRZĘSIENIA ZIEMI

Na podstawie bogatej dokumentacji geodezyjnej kalifornijskiego trzęsienia ziemi, amerykański geofizyk, Harry Reid, sformułował w 1911 roku teorię odprężeń sprężystych. Zgodnie z tą teorią skały są sprężyste i energia może się gromadzić w nich w taki sposób, w jaki dzieje się to w ściśniętej sprężynie. Gdy dwa bloki skalne — należące do różnych płyt tektonicznych i tworzące przeciwległe strony uskoku — przesuną się nieznacznie, to przesunięcie to spowoduje odkształcenie sprężyste skał. Względne przesunięcia bloków nie następują nagle, lecz narastają stopniowo w dłuższych lub krótszych okresach. W ten sposób tworzą się pola naprężeń będące podstawą zagrożenia sejsmicznego. Gdy naprężenia w skałach osiągną wartość przekraczającą ich wytrzymałość, wówczas w najsłabszym punkcie na styku bloków następuje pęknięcie skał. Ten punkt początkowego pęknięcia skał stanowi hipocentrum tektonicznego trzęsienia ziemi. Z hipocentrum pęknięcie szybko rozchodzi się wzdłuż powierzchni uskoku, zmuszając skały na przeciwległych stronach do poślizgu względem siebie. Początkowy nacisk wywierany wzajemnie przez skały przed pęknięciem jest gwałtownie rozładowany, skały przesuwają się wzdłuż uskoku i odprężają. W ciągu sekund energia sprężystości nagromadzona w skałach wyzwala się w postaci ciepła powstającego przy’ tarciu przesuwających się mas skalnych oraz w postaci fal sejsmicznych. Z hipocentrum we wszystkich kierunkach rozchodzą się fale sejsmiczne, powodując drgania skorupy ziemskiej. Początkowo powierzchnia pęknięć, na której powstają fale sejsmiczne, jest bardzo niewielka, lecz rośnie ona gwałtownie i osiąga duże rozmiary. W pewnych przypadkach skały nie odprężają się w ciągu sekund, ale następuje to w ciągu minut, dni, a nawet lat. Energia sejsmiczna wyzwalana wówczas w każdej jednostce czasu jest bardzo mała. Taki powolny proces znany jest jako poślizg asejsmiczny lub pełzanie. Nie jest jeszcze w pełni wyjaśnione, dlaczego energia nagromadzona w skałach w niektórych przypadkach jest wyzwalana gwałtownie, a w innych powoli. Opisany model odprężeń sprężystych był opracowany przez Reida dla uskoku św. Andrzeja, który jest bardzo długi, lecz niegłęboki. Na uskoku św. Andrzeja wystąpiło wiele trzęsień ziemi. Największymi były trzęsienia w latach 1857, 1865, 1868 i 1906. Trzęsienia ziemi na uskoku św. Andrzeja należą do płytkich, miały one swe ogniska na głębokości nie większej niż 15 km. Mimo że model odprężeń sprężystych był opracowany dla płytkiego uskoku, wyjaśnia on zadowalająco narastanie deformacji skał i powstawanie fal sejsmicznych w ogniskach wszystkich typów z wyjątkiem ognisk głębokich trzęsień ziemi. Powstawanie deformacji sprężystych w ogniskach znajdujących się poniżej litosfery, na głębokościach dochodzących do 700 kilometrów, ma inny charakter i będzie o-mówione w dalszej części materiału. Model Reida nie opisuje również trzęsień ziemi pochodzenia wulkanicznego.