Zemljotres počinje duboko ispod površine Zemlje, najčešće u trenutku kada se duž geološkog rasjeda naglo oslobodi energija koja se dugo nakupljala. Stene se ne pomeraju neograničeno, jer ih trenje i čvrstoća materijala zadržavaju. Kada naprezanje postane dovoljno veliko, dolazi do naglog pomeranja, a energija se kroz Zemlju širi u obliku seizmičkih talasa. Ono što ljudi osećaju na površini posledica je tog procesa koji je započeo u unutrašnjosti. Tektonske ploče se kreću veoma sporo u odnosu na ljudski vremenski okvir, ali njihovo dugotrajno delovanje može proizvesti veoma velika naprezanja u stenama.
Kako se energija nakuplja u stenama
Zemljina kora nije potpuno nepomična. Velike tektonske ploče veoma sporo menjaju položaj, a njihovo kretanje stvara naprezanja u stenama. Na pojedinim mestima stene mogu dugo da izdrže takvo opterećenje bez vidljivog pomeranja. Takvo stanje može trajati dugo bez velikog vidljivog pomeranja, sve dok se uslovi duž rasjeda ne promene dovoljno da započne ruptura.
Rasjed predstavlja zonu u kojoj je došlo do pucanja ili pomeranja stenskih masa. Površine duž rasjeda mogu biti hrapave i međusobno zakočene, pa se ne pomeraju glatko. Dok okolne sile nastavljaju da deluju, u stenama se skladišti elastična energija. Na nekim mestima rasjed može ostati zaključan godinama ili decenijama, dok se naprezanje postepeno povećava.
Kada naprezanje premaši sposobnost stena i trenje više ne može da zadrži blokove, počinje naglo pomeranje. Zemljotres zato nije samo posledica kretanja ploča, već trenutak kada se akumulirano naprezanje oslobađa kroz određenu zonu Zemljine unutrašnjosti.
Gde zemljotres zapravo počinje
Njegova dubina može biti različita, pa se zemljotresi prema položaju žarišta razlikuju kao plitki, srednje duboki i duboki.
Mesto unutar Zemlje na kojem započinje naglo oslobađanje energije naziva se žarište ili hipocentar.
Tačka na površini koja se nalazi neposredno iznad hipocentra naziva se epicentar. On nije mesto na kojem zemljotres nastaje, već geografska tačka na površini povezana sa njegovim podzemnim žarištem. Dubina hipocentra utiče na putanju talasa do površine i na način na koji će se njihova energija rasporediti tokom širenja.
Pomeranje duž rasjeda može zahvatiti znatnu površinu stena. Zato zemljotres nije događaj koji se odvija u jednoj tački, već proces u kojem se ruptura može širiti duž dela rasjedne zone. Kod većih događaja ruptura može zahvatiti više kilometara duž rasjeda, pa se oslobađanje energije odvija kroz širu zonu.
Kako se energija širi kroz Zemlju
Kada dođe do naglog pomeranja stena, oslobođena energija stvara seizmičke talase. Oni se šire kroz unutrašnjost Zemlje i duž njene površine, prenoseći poremećaj kroz okolne stene.
Među talasima koji prolaze kroz unutrašnjost izdvajaju se P i S talasi. P talasi su brži i mogu prolaziti kroz čvrste i tečne materijale, dok S talasi prolaze kroz čvrste materijale. Njihovo različito ponašanje pomaže seizmolozima da proučavaju unutrašnju građu Zemlje. Promene brzine i pravca širenja talasa mogu dati informacije o različitim slojevima kroz koje oni prolaze. Postoje i površinski talasi koji se šire duž Zemljine površine. Oni mogu imati značajan uticaj na objekte jer pomeraju tlo tokom prolaska. Vrsta talasa, njegova energija i udaljenost od žarišta utiču na to kako će podrhtavanje biti registrovano na određenom mestu. Upravo zato seizmički zapisi nisu samo mera jačine podrhtavanja, već i važan izvor podataka o tome šta se dogodilo u dubini. Seizmografi beleže dolazak ovih talasa kao promene kretanja tla. Vreme njihovog pristizanja i oblik zapisa omogućavaju stručnjacima da određuju položaj žarišta i proučavaju karakteristike zemljotresa.
Zašto se tlo na površini trese
Kada seizmički talasi stignu do površine, tlo počinje da se pomera. To pomeranje može biti kratko i relativno slabo, ali kod snažnih zemljotresa može trajati dovoljno dugo da izazove velika oštećenja. Konstrukcije koje su projektovane prema lokalnim seizmičkim uslovima zato mogu različito reagovati od objekata koji nisu prilagođeni takvom opterećenju.
Način na koji će se podrhtavanje osećati zavisi od više faktora. Važni su udaljenost od žarišta, dubina zemljotresa, energija oslobođena pri rupturi i geološki sastav tla kroz koji se talasi šire.
Meko zemljište može pojačati određene komponente podrhtavanja u odnosu na čvrstu stensku podlogu. Zbog toga dva mesta na sličnoj udaljenosti od istog zemljotresa ne moraju doživeti potpuno isto kretanje tla. Lokalna geologija može promeniti amplitudu i trajanje podrhtavanja, zbog čega se posledice ne mogu objasniti samo udaljenošću od epicentra.
Šta ostaje nakon glavnog udara
Nakon glavnog zemljotresa raspodela naprezanja u okolnim stenama više nije ista. Deo energije je oslobođen, ali promene duž rasjeda mogu uticati na susedne delove stenske mase. Naknadna aktivnost je deo prirodnog prilagođavanja stenskog sistema novoj raspodeli naprezanja, ali njen tok nije isti kod svakog događaja.
Zbog toga se mogu javiti naknadni zemljotresi, odnosno aftershock događaji. Oni su obično slabiji od glavnog udara, ali mogu dodatno opteretiti već oštećene objekte. Njihov broj i trajanje zavise od karakteristika konkretnog zemljotresa. Seizmolozi prate takve događaje kako bi razumeli dalji razvoj aktivnosti, ali se vreme i veličina pojedinačnih budućih zemljotresa ne mogu pouzdano odrediti samo na osnovu prethodnih potresa.
Dakle, ispod površine se tokom zemljotresa odvija naglo pomeranje stena duž rasjedne zone, oslobađanje elastične energije i širenje seizmičkih talasa.
Podrhtavanje koje osećamo predstavlja površinsku posledicu procesa koji je počeo duboko u Zemlji.
