כשהאדמה רועדת וההר מתפרץ
שני התהליכים הפנימיים הדרמטיים ביותר, מה גורם להם, וכיצד ישראל מתמודדת עמם
תוצאה של תנועת הלוחות
רעידות אדמה: מה קורה בתוך הסלע
רעידת אדמה אינה קורית בפתאומיות לחלוטין. לפניה יש תהליך ארוך של הצטברות מתח, שנמשך לפעמים שנים ועשרות שנים. הבנת התהליך עוזרת להבין מדוע רעידות קורות דווקא באזורים מסוימים.
מה גורם לרעידת אדמה?
כשהלוחות נעים, הם אינם תמיד מחליקים בחלקות. מה קורה כשהם נתקעים?
כשלוחות נעים, הם לעיתים נתקעים זה בזה בגלל חיכוך. מתח אדיר מצטבר לאורך גבול הלוחות, כמו קפיץ שלוחצים עליו ולוחצים. כשהמתח גדול מדי, הסלעים נשברים פתאום לאורך קו שבר (שנקרא קו שבר או פאלט), ואנרגיה עצומה משתחררת ברגע.
אנרגיה זו מתפשטת בכל כיוון בצורת גלים - כמו גלים שנוצרים כשזורקים אבן לתוך בריכה. הגלים מזיזים את הסלעים שהם עוברים דרכם, וכשהם מגיעים לפני השטח אנחנו מרגישים את הרעד.
הנקודה שבה משתחררת האנרגיה נקראת מוקד הרעידה, והנקודה שמעליה על פני השטח נקראת מוקד-העל. ככל שהמוקד עמוק יותר, הגלים מחלישים יותר בדרכם לפני השטח.
מושגים מרכזיים ברעידות אדמה
| מושג | פירוש | חשיבות |
|---|---|---|
| מוקד רעידה | הנקודה במעמקים שבה משתחררת האנרגיה | ככל שהמוקד רדוד יותר, הרעידה מורגשת בחוזקה רבה יותר בפני השטח |
| מוקד-על | הנקודה על פני השטח מעל מוקד הרעידה | הנקודה הקרובה ביותר לרעידה - שם הנזק הגדול ביותר |
| גלי הדף | גלי אנרגיה שמתפשטים מהמוקד בכל כיוון | הגלים הם שגורמים לרעד ולנזק |
| קו שבר (פאלט) | גבול בין שני גושי סלע שנעים זה ביחס לזה | לאורך קווי השבר מצטבר מתח ומתרחשות רעידות |
| סולם ריכטר | סולם לוגריתמי למדידת עוצמת רעידת אדמה | כל יחידה = 10 פעמים יותר אנרגיה; רעידה בעוצמה 6 חזקה 10 פעמים מרעידה 5 |
| סולם מרקלי | סולם לדרגת הנזק שנגרם לבניינים ולאדם | מותאם לפגיעה בפועל, לא לאנרגיה הפיזיקלית |
* ההבדל בין סולם ריכטר לסולם מרקלי: ריכטר מודד אנרגיה אובייקטיבית, מרקלי מודד נזק סובייקטיבי שתלוי גם בסוג הבנייה.
צונאמי: כשרעידת אדמה יוצרת גל ים
חלק מרעידות האדמה מתרחשות מתחת לים. כשסלע נשבר בקרקעית הים, הוא דוחף עמוד מים עצום כלפי מעלה. כך נוצר צונאמי, שהוא לא גל אחד אלא סדרה של גלים שמגיעים זה אחר זה.
ב-11 במרץ 2011 התרחשה ביפן רעידת אדמה בעוצמה 9.0 בסולם ריכטר, אחת החזקות שנרשמו אי פעם. הרעידה יצרה צונאמי עם גלים שהגיעו לגובה של יותר מ-40 מטר. הצונאמי הרס ערים שלמות, ופגע גם בכור הגרעיני בפוקושימה, מה שגרם לאסון גרעיני. כ-18,000 איש נהרגו. זו דוגמה לכך שרעידת אדמה אחת יכולה ליצור שרשרת אסונות.
רעידות אדמה בישראל: איום שממשיך להתקיים
ישראל נמצאת על הבקע הסורי-אפריקני, אחד מאזורי השבר הגדולים בעולם. לכן רעידות אדמה אינן תיאוריה, הן מציאות שישראל חווה מדי פעם. הכרת ההיסטוריה הסיסמית של ישראל חשובה להבנת הסיכון.
רעידות אדמה היסטוריות חשובות בישראל
רעידת 1927 - הרעידה האחרונה הגדולה
רעידת אדמה בעוצמה של כ-6.2 בסולם ריכטר, שהתרחשה בעמק הירדן הצפוני. 500 בני אדם נהרגו, ערים כמו טבריה, יריחו ושכם נפגעו קשות. המוקד היה ליד ים המלח. זו הרעידה החמורה ביותר שישראל חוותה במאה ה-20.
עמק בית שאן - אזור בסיכון גבוה
עמק בית שאן ממוקם לאורך בקע הירדן, ולכן הוא אחד האזורים הסיסמיים הפעילים בישראל. מחקרים גיאולוגיים מראים שרעידות חזקות התרחשו שם מספר פעמים בהיסטוריה.
רעידת 749 לספירה - האסון הגדול
רעידה בעוצמה משוערת של 7.0 שהרסה ערים רבות בארץ ישראל, ביניהן בית שאן, טבריה, ציפורי ועכו. אלפים נהרגו. זו אחת הרעידות החזקות ביותר שתועדו באזור בהיסטוריה.
ים המלח - גרעין הסיכון
הבקע הגיאולוגי פעיל במיוחד לאורך ים המלח. מדידות מודרניות מראות שהלוח הערבי זז צפון-מזרחה ביחס ללוח האפריקני. תדירות הרעידות הקטנות גדולה, והסיכון לרעידה חזקה בדורות הקרובים מוערך כמשמעותי.
תקן 413: כיצד ישראל מתכוננת לרעידה
מה עושה מדינה שיודעת שהיא חשופה לרעידות אדמה, אבל לא יכולה למנוע אותן?
ישראל פיתחה תקן 413, תקן בנייה עמידה לרעידות אדמה. התקן מחייב שכל בניין חדש בישראל ייבנה כך שיעמוד ברעידת אדמה בעוצמה מסוימת. הוא לוקח בחשבון את האזורים הסיסמיים השונים בישראל: אזורים קרובים לבקע הסורי-אפריקני, כמו עמק הירדן, בית שאן ואילת, נחשבים לסיכון גבוה יותר.
בניינים ישנים, שנבנו לפני התקן, הם אלה שמסכנים את האוכלוסייה ביותר. ממשלת ישראל מפעילה תוכניות לחיזוק בניינים ישנים.
תקן 413 אינו מסייע בחיזוי רעידות, אלא בהפחתת הנזק כשהן מתרחשות. זה השינוי שמדינה יכולה לעשות: לא למנוע, אלא להיות מוכנה.
התפרצויות געשיות: כשמגמה פורצת החוצה
הרי געש נוצרים כשמגמה מהמעטפת מוצאת דרך לפרוץ אל פני השטח. הפריצה עצמה יכולה להיות שקטה יחסית, עם זרימת לבה איטית, או דרמטית מאוד, עם פיצוץ קטסטרופלי שמשגר אפר וגזים לגובה רב.
סוגי הרי געש לפי מצב הפעילות
| סוג | מצב הפעילות | מאפיינים | דוגמה |
|---|---|---|---|
| הר געש פעיל | מתפרץ כרגע או התפרץ לאחרונה | מסוכן, עם פעילות תדירה | קיליאואה בהוואי, אטנה בסיציליה |
| הר געש רדום | לא פעיל כרגע, אך עלול להתפרץ | לא ניכרת פעילות, אך מבנה הר שמור | ווסוביוס שבאיטליה |
| הר געש כבוי | סיים פעילות לצמיתות | בדרך כלל שחוק, אין עדות לפעילות | הר טאבור? שנוי במחלוקת |
| הר געש שטוח (מגן) | לבה דלילה ששפכה בשכבות נמוכות | מדרונות מתונים, ללא חרוט תלול | רמת הגולן - כיפות בזלת |
* קשה לקבוע אם הר געש 'כבוי לצמיתות'. ווסוביוס שרר שקט כ-1,800 שנה לפני שהרס את פומפיי בשנת 79 לספירה.
תופעות קשורות לפעילות געשית
מעיינות חמים
מים תת-קרקעיים שמתחממים מהמגמה הקרובה. נפוצים לאורך הבקע הסורי-אפריקני, ומצויים גם בחמת טבריה וחמת גדר. משמשים לטיפול רפואי ולנופש.
גייזר
מקום שבו מים תת-קרקעיים מחוממים עד לרתיחה ופורצים בסילון גבוה לאוויר. הגייזרים המפורסמים ביותר נמצאים באיסלנד ובפארק ילוסטון בארה"ב.
איים געשיים
איים שנוצרו מהתפרצויות געשיות מתחת לים. הלבה מצטברת ויוצרת איים. דוגמה: איסלנד, האיים הקנריים, ולאחרונה איים חדשים ליד טונגה.
נקודה חמה
מקום קבוע שבו מגמה פורצת מהמעטפת, גם כשאינו על גבול לוחות. כשלוח זזה מעליו, נוצרת שרשרת איים. דוגמה: שרשרת האיים הוואיים, שנוצרה כשהלוח הפסיפי עבר מעל נקודה חמה.
טבעת האש: מפת הסיכון העולמית
אם מסמנים על מפה את כל הרי הגעש הפעילים ואת כל רעידות האדמה החזקות בעולם, מתקבלת תמונה ברורה: רוב הפעילות מתרכזת לאורך גבולות הלוחות. האזור הדרמטי ביותר נקרא טבעת האש.
טבעת האש: אזור הסיכון הגדול בעולם
מדוע רוב הרי הגעש ורעידות האדמה בעולם מרוכזים סביב האוקיינוס השקט?
טבעת האש היא אזור שמקיף את האוקיינוס השקט, מדרום אמריקה דרך אמריקה הצפונית, יפן, פיליפינים ועד ניו זילנד. האורך הכולל שלה הוא כ-40,000 ק"מ.
סיבת הריכוז: לאורך חופי האוקיינוס השקט יש גבולות סובדוקציה, שבהם לוחות אוקייניים שוקעים מתחת ללוחות יבשתיים. בתהליך הסובדוקציה נוצרת מגמה שפורצת כהרי געש, ולחץ השקיעה גורם לרעידות עזות.
כ-75% מהרי הגעש הפעילים בעולם נמצאים בטבעת האש, וכ-90% מהרעידות החזקות בעולם.
לא כל רעידה שם מגיעה לכותרות, אך הסיכון מרוכז בצפיפות. מדינות כיפן, ניו זילנד ואינדונזיה חיות עם הסיכון הזה ומשקיעות רבות בהיערכות.
געש בישראל: מורשת בזלתית ברמת הגולן
ישראל אמנם אינה בטבעת האש, אך יש לה עבר געשי. רמת הגולן ועמק הירדן הם עדות לפעילות געשית נרחבת שהתרחשה לפני מיליוני שנים.
הרי הגולן: הרי געש כבויים
רמת הגולן בנויה בחלקה הגדול מבזלת, סלע יסוד שנוצר מלבה שהתקררה. ישנן בה עשרות כיפות בזלת שנוצרו מלבה שנשפכה לאיטה. הפסגות הגבוהות, כמו הר אביטל והר בנטל, הן גם הרי געש כבויים. הפעילות הגעשית האחרונה ברמת הגולן הייתה לפני כ-2,000 שנה, ובאזור כינרת, לפני כ-10,000 שנה. כיום הגעש כבוי, אך חמת גדר וחמת טבריה מזכירות לנו את החום הנסתר.
כיצד מתכוננים לרעידות אדמה?
לא ניתן למנוע רעידות אדמה, אך ניתן מאוד לצמצם את הנזק. ההבדל בין 100 הרוגים לבין 10,000 הרוגים באותה עוצמת רעידה יכול לנבוע ממוכנות האוכלוסייה ואיכות הבנייה.
שלוש רמות של היערכות לרעידות אדמה
ניהול סיכון בשלושה שלבים:
- לפני: בנייה עמידה (תקן 413 בישראל), חיזוק מבנים ישנים, תוכניות פינוי, מיפוי אזורי סיכון
- בזמן הרעידה: ידע ותרגול איך להתנהג - 'שכב, כסה, החזק'
- אחרי: מערכות חילוץ, בניית כוח אדם מיומן, תוכנית שיקום
- גורם נוסף: מדינות מפותחות נפגעות פחות מאשר מתפתחות, גם באותה עוצמת רעידה - הפיתוח הוא גורם הגנה
השוואה: כוח הרעידה מול הנזק בפועל
רעידה חזקה - נזק מצומצם
יפן, 2011: רעידה בעוצמה 9.0 - אחת החזקות שנרשמו - גרמה לכ-18,000 הרוגים, בעיקר בגלל הצונאמי. בנייה עמידה ומוכנות הפחיתו אלפי נפגעים נוספים.
רעידה חלשה יחסית - נזק אדיר
האיטי, 2010: רעידה בעוצמה 7.0 - חלשה פי 100 מיפן - גרמה לכ-200,000 הרוגים. הסיבה: בנייה לא עמידה, עוני, היעדר מוכנות ותכנון.
המחשה אינטראקטיבית: עמידות עירונית ברעידת אדמה
חיזוי רעידות אדמה: האתגר הגדול
אחת השאלות שאנשים תמיד שואלים היא: 'מדוע לא ניתן לחזות רעידות אדמה כמו שמחזים מזג אוויר?' התשובה מסבירה הרבה על גבולות המדע.
חיזוי מדויק של רעידות אדמה (מתי, היכן, ובאיזו עוצמה) הוא כיום בלתי אפשרי. הסיבה: מתח מצטבר בסלעים על פני שנים ואפילו מאות שנים, ואחר כך משתחרר בפתאומיות. אין סימן מוקדם אמין שמסגיר מתי בדיוק יגיע שבר. מדענים יכולים לאמוד הסתברות לרעידה חזקה באזור מסוים בטווח של עשרות שנים, אבל לא את התאריך המדויק. לכן הפוקוס הוא על מוכנות, לא על חיזוי.
שאלות לחשיבה
שאלה לחשיבה
מדוע רעידות אדמה והרי געש מרוכזים באותם אזורים בעולם? הסבירו בעזרת המושגים שלמדתם.
כי שניהם נגרמים מאותו גורם: תנועת הלוחות הטקטוניים. לאורך גבולות הלוחות מצטבר מתח שמשתחרר ברעידות אדמה, ושם גם פורצת מגמה ויוצרת הרי געש. לכן אם מסמנים את שניהם על מפה, הם מופיעים כמעט באותם קווים, כמו בטבעת האש. הפעילות הגעשית ורעידות האדמה הן שני ביטויים לאותו מנגנון בסיסי.
אותו גורם - תנועת לוחות - יוצר את שתי התופעות באותם מקומות.
שאלה לחשיבה
ישראל חוותה רעידות אדמה בהיסטוריה. הסבירו מדוע, והשתמשו בידע שלכם על הבקע הסורי-אפריקני.
ישראל נמצאת על הבקע הסורי-אפריקני, גבול בין הלוח הערבי לבין הלוח האפריקני. הלוחות ממשיכים לנוע, הלוח הערבי מתרחק מהלוח האפריקני בכמה מ"מ בשנה. לאורך קווי השבר הפעילים, כמו אלה שבעמק הירדן ים המלח, מצטבר מתח שמשתחרר ברעידות. רעידת 1927 בעמק הירדן הייתה דוגמה לכך. לכן ישראל אינה מוגנת מפני רעידות.
הבקע הסורי-אפריקני = גבול פעיל = צבירת מתח = רעידות.
שאלה לחשיבה
מדוע רעידה בעוצמה 7.0 בהאיטי גרמה להרבה יותר נפגעים מרעידה בעוצמה 9.0 ביפן? מה זה מלמד אותנו?
יפן השקיעה עשרות שנים בבנייה עמידה, תרגול, מוכנות ומערכות התרעה. כך למרות הרעידה החזקה יחסית, הנזק הצטמצם. בהאיטי הייתה בנייה לקויה ועוני רב, ולכן גם רעידה חלשה יחסית גרמה לנזק עצום. זה מלמד שמידת הנזק מרעידה אינה תלויה רק בעוצמה הפיזיקלית, אלא גם ברמת הפיתוח, באיכות הבנייה ובמוכנות. פיתוח ומוכנות הם 'חיסון' מפני אסונות טבע.
הסיכון = חוזק הרעידה × פגיעות האוכלוסייה. פגיעות תלויה בפיתוח.
שאלה לחשיבה
אי אפשר לחזות רעידות אדמה במדויק. כיצד בכל זאת ישראל מתמודדת עם הסיכון?
ישראל מתמודדת על ידי מוכנות ולא על ידי חיזוי. תקן 413 מחייב בנייה עמידה לרעידות בכל מבנה חדש. ממשלה משקיעה בחיזוק מבנים ישנים. מתבצעים תרגולים לאוכלוסייה. מיפוי אזורי הסיכון מאפשר תכנון ממוקד. הפוקוס הוא לצמצם נזק כשהרעידה תגיע, לא לנסות לנבא מתי.
כשאי אפשר לחזות, פועלים למוכנות. זה ממחיש ניהול סיכונים בלתי וודאיים.
מושגי מפתח: רעידות אדמה והרי געש
חמש נקודות מפתח:
- רעידת אדמה = שחרור מתח שהצטבר לאורך קו שבר; מוקד הרעידה נמצא במעמקים, מוקד-העל בפני השטח
- סולם ריכטר מודד אנרגיה (כל יחידה = 10 פעמים יותר); סולם מרקלי מודד נזק בפועל
- ישראל על הבקע הסורי-אפריקני: חשופה לרעידות, תקן 413 מחייב בנייה עמידה
- טבעת האש: 75% מהרי הגעש הפעילים ו-90% מהרעידות החזקות בעולם לאורך גבולות לוחות
- נזק מרעידה = חוזק הרעידה × פגיעות האוכלוסייה; מוכנות ופיתוח מצמצמים נפגעים
מדי שנה מתרחשות ברחבי העולם כ-20,000 רעידות אדמה שנרשמות על ידי מכשירים. רוב הרעידות חלשות מדי כדי להרגיש אותן, אבל כ-100 רעידות בשנה בעוצמה 6.0 ומעלה עלולות לגרום לנזק. ישראל חווה עשרות רעידות קטנות בשנה, שרובן אינן מורגשות. הסיסמוגרפים שפרוסים ברחבי הארץ מרשמים אותן כל הזמן.