ODREĐIVANJE MAGNITUDE POTRESA NA OSNOVI …mdjumic/uploads/diplomski/VRT15.pdf · 2017. 10. 6. ·...
Transcript of ODREĐIVANJE MAGNITUDE POTRESA NA OSNOVI …mdjumic/uploads/diplomski/VRT15.pdf · 2017. 10. 6. ·...
SVEUĈILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU
ODJEL ZA FIZIKU
RENATA VRTARIĆ
ODREĐIVANJE MAGNITUDE POTRESA NA OSNOVI
MAKROSEIZMIĈKOG INTENZITETA ZA PODRUĈJE
SJEVEROZAPADNE HRVATSKE
Diplomski rad
Osijek, 2010.
1
SVEUĈILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU
ODJEL ZA FIZIKU
RENATA VRTARIĆ
ODREĐIVANJE MAGNITUDE POTRESA NA OSNOVI
MAKROSEIZMIĈKOG INTENZITETA ZA PODRUĈJE
SJEVEROZAPADNE HRVATSKE
Diplomski rad
predloţen Odjelu za fiziku Sveučilišta J. J. Strossmayera u Osijeku
radi stjecanja zvanja profesora fizike i tehničke kulture s informatikom
Osijek, 2010.
2
Ovaj diplomski rad je izraĊen u Osijeku pod vodstvom doc. dr. sc. Snjeţane
Markušić u sklopu Sveuĉilišnog preddiplomskog studija Fizike i tehniĉke
kulture s informatikom na Odjelu za fiziku Sveuĉilišta Josipa Jurja
Strossmayera u Osijeku.
3
Sadrţaj
Saţetak................................................................................................................................iv
Abstract................................................................................................................................v
1. Uvod..............................................................................................................................1
2. Potres i metode istraţivanja potresa..........................................................................2
2.1. Mikroseizmička metoda............................................................................................7
2.2. Makroseizmička metoda..........................................................................................12
2.3. Usporedba magnituda-intenzitet..............................................................................22
3. Opis podataka.............................................................................................................24
4. Izvod relacije...............................................................................................................33
5. Primjena izvedenih relacija i rasprava rezultata....................................................43
5.1. Primjena izvedenih relacija na potrese s područja sjeverozapadne Hrvatske.........45
5.2. Utjecaj stanične korekcije.......................................................................................48
6. Zakljuĉak....................................................................................................................51
Literatura..........................................................................................................................53
Ţivotopis............................................................................................................................54
4
Sveučilište J. J. Strossmayera u Osijeku Diplomski rad
Odjel za fiziku
ODREĐIVANJE MAGNITUDE POTRESA NA OSNOVI
MAKROSEIZMIĈKOG INTENZITETA ZA PODRUĈJE
SJEVEROZAPADNE HRVATSKE
RENATA VRTARIĆ
Saţetak
Potres je prirodna pojava prouzročena iznenadnim oslobaĎanjem nakupljene elastičke energije u
Zemljinoj kori i dijelu gornjega plašta koja se očituje kao potresanje tla. U seizmologiji se koriste
dvije osnovne metode prikupljanja podataka, a to su mikroseizmička metoda, koja koristi
podatke dobivene seizmografom i makroseizmička metoda, koja koristi podatke dobivene preko
makroseizmičkih upitnica. Na temelju geoloških, tektonskih i seizmičkih podataka područje
Hrvatske podijeljeno je na 17 seizmogenih zona. Njih 5, koje smo obradili u ovom radu, se
nalaze na području sjeverozapadne Hrvatske. Na osnovu 18 potresa, odabranih zbog velikog
broja podataka izveli smo relacije za procjenu magnitude. Dobivene relacije primjenili smo na 12
test potresa, odabranih zbog malobrojnosti podataka. Rezultati su pokazali da za odreĎivanje
magnitude potresa M za područje sjeverozapadne Hrvatske na osnovi poznate vrijednosti
intenziteta I na odreĎenoj udaljenosti od epicentra Δ odgovara relacija:
M= [ I - 0,358 + 0,041 Δ] / 1,270.
(54 stranica, 10 slika, 11 tablica)
Rad je pohranjen u knjiţnici Odjela za fiziku
Kljuĉne rijeĉi: intenzitet / magnituda / potres / relacija / stanična korekcija
Mentor: doc. dr. sc. Snjeţana Markušić
Ocjenjivaĉi: doc. dr. sc. Vanja Radolić, mr.sc. Slavko Petrinšak, prof.
Rad prihvaćen: 05.11.2010.
iv
5
J. J. Strossmayer University in Osijek Bachelor of Science Thesis
Department of Physics
DETERMINATION OF EARTHQUAKE MAGNITUDE ON THE BASIS
OF MACROSEISMIC INTENSITY FOR THE TERRITORY OF
NORTHWESTERN CROATIAN
RENATA VRTARIĆ
Abstract
An earthquake is a natural phenomenon caused by the sudden release of accumulated elastic
energy in the Earth's crust and upper layer and that is manifested as a disturbance of the soil. In
seismology we used two primary methods of data collection, and these are microseismic method,
which uses data obtained from seismograph and macroseismic method, which uses data obtained
via macroseismic questionnaires. Based on geological, tectonic and seismic data Croatian
territory is divided into 17 seismic source zones. Five zones, which we evaluated in this study are
located in northwestern Croatia. On the basis of 18 earthquakes, selected because of the large
number of data, we derived relations for the assessment of magnitude. The obtained relations are
applied to 12 test earthquakes, due to small numbers of selected data. The results showed that the
determination of earthquake magnitude M for the northwestern Croatian based on the known
values of intensity I and at a certain distance from the epicenter Δ corresponds to the relation:
M= [ I - 0,358 + 0,041 Δ] / 1,270.
(54 pages, 10 figures, 11 tables)
Thesis deposited in Department of Physics library
Keywords: earthquake / intensity / magnitudes / relation / site correction
Supervisor: doc. dr. sc. Snjeţana Markušić
Reviewers: doc. dr. sc. Vanja Radolić, mr.sc. Slavko Petrinšak, prof.
Thesis accepted: 05.11.2010.
v
6
1.Uvod
Još od davne prošlosti, potres i posljedice koje je on uzrokuje, izazivao je istodobno i strah
i znatiţelju kod ljudi. Sve do lisabonske katastrofe 1755. godine predodţbe o potresima bile su
plod ljudske fantastike, a ne posljedica neposrednog opaţanja. Aristotel (384.-322. g. prije n.e)
najutjecajni grčki filozof je bio jedan od prvih koji je pokušao protumačiti pojavu potresa.
Zadrţavši se na ideji o četiri osnovna elementa prirode (zemlja, voda, zrak i vatra) on je pojavu
potresa objasnio utjecajem jednog od njih, na zrak koji je sabijen u unutrašnjosti Zemlje. Po
njemu taj zrak moţe snaţno izbiti van i pri tome izazvati potrese. Kao dokaz te svoje teorije,
Aristotel je isticao da su potresi češći i snaţniji u područjima gdje ima spilja. (Skoko i Mokrović,
1998.)
Godine 1755. lisabonski potres uzdrmao je tlo Portugala, Španjolske, Maroka i Alţira, i
slobodno se moţe reći da je upravo taj potres uzdrmao i temelje Aristotelove teorije o potresima.
U tom smislu on označava vremensku granicu u kojoj nalazimo začetke znanstvenog pristupa
tumačenju te pojave i razmatranju njezinih učinaka. Razdoblje od lisabonskog potresa do
prijelaza 19. u 20. stoljeće znači novu stepenicu u kvalitetnom razvoju seizmologije - znanosti
koja se bavi istraţivanjem potresa i svih njegovih posljedica. To je razdoblje u kojemu se
sustavno prikupljaju podatci o potresima, razraĎuju se teorijske osnove o rasprostiranju valova
potresa i nastoji se izraditi instrument – seizmograf - za biljeţenje gibanja tla za vrijeme potresa.
Razvojem seizmologije tijekom 20. stoljeća i izradom seizmografa dolazi se do spoznaje
da je za istraţivanje potresa neophodan kontinuirani rad što većeg broja seizmografa i
meĎusobna razmjena podataka. Uz podatke dobivene seizmografom, bitni su i podaci dobiveni s
terena, tj. podaci dobiveni subjektivnim opaţanjem ljudi koji su doţivjeli potres. Nastojalo se
poboljšati kvalitetu seizmografa, te povećati broj seizmoloških postaja da bi konačni rezultati bili
što bolji.
Cilj ovog rada je izvod empirijske relacije za odreĎivanje magnitude potresa na osnovu
podataka o makroseizmičkim intenzitetima za područje sjeverozapadne Hrvatske. U drugom
poglavlju ovog rada bit će riječ o metodama pomoću koji se istraţuje potres, razvoju
makroseizmičkih ljestvica, magnitudi potresa, o seizmičkom momentu, te usporeba intenziteta i
magnitude. U trećem poglavlju bit će riječ o podacima koje ću upotrijebiti pri izvodu relacije, a u
četvrtom poglavlju će biti izvedena relacija te će biti primjenjena na odreĎenu grupu potresa iz
područja sjeverozapadne Hrvatske. Zatim slijedi diskusija o rezultatima i na samom kraju slijedi
zaključak.
7
2. Potres i metode istraţivanja potresa
Potresi su uzrokovani iznenadnim pomacima u zemljinoj kori ili u gornjem dijelu
zemljinog plašta. Zemlja se sastoji od četiri glavna sloja, a to su: unutrašnja jezgra, vanjska
jezgra, plašt i kora. Zemljina kora je kruta vanjska ljuska Zemlje i ona obuhvaća kontinentalnu
koru (debljine oko 40 km) te oceansku koru (debljine oko 6 km). Zemljina kora zajedno s
najgornjim slojem plašta čini litosferu koja je razlomljena na ploče (slika 2.1.) različitih veličina
koje se pomiču kao kruta tijela po relativno mekoj podlozi astenosferi. Ploče su pod kontinentima
deblje, a ispod oceana tanje. One se kreću jedna u odnosu na drugu, te je taj proces poznat kao
tektonika ploča. Tako se na mjestima koja se zovu oceanski grebeni ploče odmiču jedna od
druge, te na tim mjestima iz astenosfere prolaze magmatske mase iz dubine prema površini,
izlijevaju se na morsko tlo i hlade. Taj proces razmiče Juţnoameričku i Afričku ploču, kao i
Sjevernoameričku i Euroazijsku ploču. U prosjeku se ploče razmiču oko 7 cm godišnje. Zbog
razmicanja ploča na oceanskim grebenima, ploče se na drugim mjestima sudaraju. Pri tome moţe
doći do podvlačenja jedne ploče ispod druge. Na tim mjestima se Zemljina kora vraća u
astenosferu i dolazi do stvaranja oceanskih jaraka. Svi takvi aktivni kontakti izmeĎu ploča, bilo
da se radi o sudaranju, podvlačenju ili smicanju mogu rezultirati pojavom seizmičke aktivnosti.
Stalno kretanje ploča moţe dovesti do rastezanja, gnječenja i do pucanja stijena uslijed čega se
stvaraju bore i rasjedi. Bore nastaju kada doĎe do savijanja sloja stijenskih masa uslijed
kompresije u elastičnim stijenama podloţnijim više savijanju nego lomljenju. Rasjedi su
pukotine u stijeni i formiraju se na mjestima na kojima dolazi do relativnih pomicanja stijenskih
masa. Ti pomaci mogu biti u vidu postupnog dugotrajnog klizanja, što ne uzrokuje potrese, ili u
vidu iznenadnog pomaka ili pucanja stijenskih masa, pri čemu dolazi do oslobaĎanja velike
količine nakupljene energije i to zovemo potresom.
Pomaci stijenskih masa na rasjedu mogu biti u vertikalnom pravcu, horizontalnom pravcu
te kombinacijom predhodna dva pravca. Potresi se mogu dogoditi samo na aktivnim rasjedima.
8
Slika 2.1. - Podjela Zemlje na tektonske ploče
(preuzeto sa http://hr.wikipedia.org )
Potres je prirodna pojava prouzročena iznenadnim oslobaĎanjem nakupljene potencijalne
elastičke energije u Zemljinoj kori i dijelu gornjega plašta koja se očituje kao potresanje tla.
Zbog trešnje tla čovjek gubi stabilnost te moţe doći i do katastrofalnih posljedica, kao što su
rušenje zgrada na pogoĎenom području, te gubitak ljudskih ţivota. Prema uzroku nastanka
potrese moţemo podijeliti na (Kasumović, 1971.):
- tektonske,
- vulkanske,
- urušne.
Kod tektonskih potresa uzrok je nakupljanje elastične napetosti u Zemljinoj kori uslijed
razmjerno dugog vremenskog intervala gibanja tektonskih ploča. Zbog pomaka dolazi na
granicama ploča i u njihovoj blizini do velikih sila i naprezanja, a u trenutku kad te elastične sile
napetosti prijeĎu granicu elastičnosti materijala dolazi do naglog oslobaĎanja akumulirane
neregije i tada nastaje potres. Na ovu vrstu potresa otpada oko 90% svih potresa.
Uzrok vulkanskih potresa je naglo oslobaĎanje termokemijske energije iz magme i to se
dogaĎa prilikom njenog prodora na površinu Zemlje. Pomaci tla kod vulkanskih potresa su reda
veličine pomaka kao kod velikih eksplozija, pa prema tome moţemo zaključiti da ti potresi nisu
snaţni. Uzrok njihove relativne slabosti je u tome što se veći dio energije troši na dizanje mase
magme iz unutrašnjosti, a ostatak se pretvara u mehaničku energiju elastičnih valova. Na
vulkanske potrese otpada samo 7% svih potresa.
Urušni potresi nastaju prilikom urušavanja špilja u Zemljinoj kori, a nastaju zbog
djelovanja vode na materijale topive u vodi. Kod urušavanja dolazi do naglog opadanja
potencijalne gravitacijske energije postojeće raspodjele masa. Energija osloboĎena prilikom ovih
9
potresa je vrlo mala, i moţe se usporediti s energijom koja se oslobodi tijekom pada meteorita.
Na urušne potrese otpada 3% svih potresa.
U našem području, koje se smatra područjem permanentne seizmičke aktivnosti, radi se
isključivo o tektonskim potresima. Glavni uzrok tih potresa je stalno gibanje Afričke ploče prema
sjeveru i sjeverozapadu i njezino podvlačenje pod Euroazijsku ploču. Područja koja su najviše
pogoĎena pomicanjem ploča su priobalno područje i sjeverozapadni dio Hrvatske, a posebice
juţna Dalmacija.
Znanost koja se bavi proučavanjem i istraţivanjem potresa i njegovih posljedica zove se
seizmologija. Mjesto, odnosno izvor gdje počinje lom materijala i odakle počinje prostiranje
seizmičkih valova zove se žarište, fokus ili hipocentar potresa (F), a vertikalna projekcija
hipocentra na površini zemlji zove epicentar potresa (E). Vertikalna udaljenost izmeĎu
hipocentra i epicentra se naziva dubina hipocentra. Zavisno od dubine hipocentra potresi se dijele
na plitke i duboke. Najveći broj potresa se dogodi u području zemljine kore, na dubinama do 70
km. Ovakvi potresi se kategoriziraju kao plitki. Duboki potresi javljaju se na nekim mjestima na
kojima dolazi do ranije spomenutog podvlačenja jedne ploče ispod druge i dostiţu dubinu
hipocentra do 700 km. Ovi duboki potresi nisu uzročnici šteta na graĎevinama. Hodokrone su
krivulje koje pokazuju ovisnost izmeĎu epicentralne udaljenosti (udaljenost izmeĎu epicentra i
seizmološke postaje) i vremena putovanja pojedinih valova.
Istraţivanje unutrašnjosti Zemlje kao i istraţivanje samih potresa temelji se na širenju
valova kroz elastično sredstvo. Već u 19. stoljeću znanstvenici su se jako zanimali za valna
gibanja. Godine 1828. A.L. Cauchy i S.D. Poisson su teorijski izveli jednadţbe koje analitički
opisuju rasprostiranje vala kroz elastično sredstvo. Kinetička energija koja se oslobodi pucanjem
materijala u hipocentru širi se na sve strane u vidu elastičnih valova, jer se medij kroz koji se
kinetička energija širi smatra (idealizirano) elastično homogenim i izotropnim materijalom. Te
valove nazivamo seizmičkim valovima. Po unutrašnjosti zemlje prostiru se prostorni, a po njenoj
površini površinski seizmički valovi. Prema mehanici elastičnih tijela iz točke poremećaja
(hipocentra) šire se dvije vrste prostornih valova, jedan brţi, a drugi sporiji, i koji se uz neka
opća zajednička svojstva, u mnogočemu razlikuju. Brţi valovi su rezultat normalnih naprezanja u
materijalu, pri čemu se javlja „zgušćivanje“ i „razrjeĎivanje“ čestica. Ovakvi se valovi nazivaju
primarni, longitudinalni ili uzdužni valovi (P), a kod njih čestice sredstva osciliraju oko
ravnoteţnog poloţaja u pravcu širenja samih valova. Druga vrsta valova je posljedica okomitih tj.
poprečnih naprezanja u materijalu, a kod njih čestice titraju okomito na smjer rasprostiranja
valova. Ovakvi se valovi nazivaju sekundarni, poprečni ili posmični valovi (S). Budući da su (S)
valovi posljedica poprečnih naprezanja, sekundarni se valovi prenose samo kroz kruta sredstva (a
10
ne i kroz tekućinu). Brzina (S) valova je pribliţno jednaka polovini brzine (P) valova a ovisi o
karakteristikama sredstva kroz koje se valovi rasprostiru. Zbog toga na pojedina mjesta pristiţu
najprije (P) valovi, a iza njih (S) valovi. Iz vremenskog intervala izmeĎu dolaska (P) i (S) valova
moţe se izračunati udaljenost neke lokacije od epicentra. Kombinacijom više mjerenja brzina tog
prostiranja (P) i (S) valova jednog istog potresa, na različitim lokacijama, moţe se ustanoviti
poloţaj epicentra tog potresa, što se u praksi i radi.
Na površini elastičnog tijela dominantnu ulogu mogu imati razni površinski valovi, koji
malo prodiru u unutrašnjost tijela, pa se pribliţno mogu smatrati dvodimenzionalnim. Oni se
dijele na (R-Rayleigh) i (L-Love) valove (slika 2.2.). Kod (L) valova čestice na površini
osciliraju u horizontalnoj ravnini okomito na pravac rasprostiranja valova, dok kod (R) valova
dolazi do gibanja čestica po elipsi u ravnini okomitoj na površinu zemlje. Rayleighevi valovi su
nešto sporiji od (S) valova, a najsporiji su (L) valovi.
Primarni Sekundarni
Love-ovi Rayleigh-evi
Slika 2.2. – Četiri vrste valova
(preuzeto s http://www.geo.mtu.edu/UPSeis/waves.html)
11
Razvitak teorije rasprostiranja elastičkih valova potresa potakao je i razvoj i unapreĎivanje
samih seizmografa.
Nijedan od naprijed navedenih valova ne stiţe u vidu kombinacije pravilnih harmonijskih
oscilacija do mjesta na kojemu se registriraju na instrumentima (seizmografi). To se dogaĎa zbog
nehomogenosti materijala kroz koje ti valovi prolaze (seizmički valovi koji su ranije definirani
kao elastični prostiru se kroz idealizirani homogeni izotropni materijal) te zbog mnogobrojnih
refleksija i refrakcija valova, i zbog toga oni do mjesta gdje se registriraju stiţu kao nepravilne
vibracije, bez stabilnog perioda i amplitude.
U posljednjih nekoliko desetljeća uslijedio je razvoj novih instrumenata i načina
biljeţenja podataka o pomaku tla tijekom potresa u sve većim dinamičkim opsezima. Primjena
kompjutorske obrade podataka daje iznimno kvalitetan rezulatat o pomacima tla.
U seizmologiji se koriste dvije osnovne metode prikupljanja podataka mikroseizmička
metoda, koja koristi podatke dobivene seizmografom i makroseizmička metoda, koja koristi
podatke dobivene preko makroseizmičkih upitnica.
12
2.1. Mikroseizmiĉka metoda
Mikroseizmička metoda istraţivanja potresa temelji se na zapisima vibracije tla pomoću
instrumenata. Instrumenti kojima mjerimo ubrzanje, nazivamo akcelerometri, ako mjerimo
brzinu gibanja, tada je riječ o instrumentima koje zovemo velosimetri, a ako mjerimo pomake
tla, to su seizmografi. Najstariji instrumenti su seizmografi, oni mjere i biljeţe gibanja Zemljine
površine, odnosno krivudavu liniju proporcionalnu oscilaciji tla u vremenskoj ovisnosti.
Seizmografi rade na principu njihala čiji je period titraja višestruko dulji od perioda potresa.
Njihalo je pričvršćeno za okvir instrumenta i ono miruje, a okvir koji je pričvršćen za temelj se
giba. Relativni pomaci se biljeţe. Seizmografi su vrlo osjetljivi instrumenti koji uz veliko
povećanje pomaka mogu biljeţiti i najudaljenije potrese (udaljene više tisuća km). Prvi
akcelometri počeli su se koristiti prije 40-ak godina. Danas u svijetu postoji više od desetak
tisuća akcelerometara.
Seizmografi smješteni na raznim seizmološkim postajama biljeţe podatke iz koji moţemo
odrediti lokaciju, vrijeme i magnitudu potresa (mjera jakosti potresa). Instrumenti se obično
postavljaju tako da imaju mogućnost biljeţenja komponenata gibanja tla u tri ravnine koje su
meĎusobno okomite, a smjerovi su S-J, I-Z i vertikalni smjer.
Godine 1935. C.F. Richter (slika 2.1.1.) predloţio je praktičan i vrlo jednostavan
postupak odreĎivanja energije osloboĎene prilikom slabih ili jakih potresa na osnovi registracija
seizmografa. U tu svrhu uveo je veličinu koju je nazvao magnituda potresa, a ona neposredno
ovisi o energiji osloboĎenoj tijekom potresa. Osnovni podatak koji se koristi za odreĎivanje
magnitude jest maksimala amplituda A pomaka tla izraţena u mikronima. Prema Richterovoj
definiciji magnituda potresa je logaritam pomaka (izraţenog u mikronima) kojim bi standardni
torzioni seizmograf tipa Wood–Anderson zapisao potres epicentralne udaljenosti 100 km :
M = logA
Kako su seizmografi postavljeni na udaljenostima različitim od 100 km od epicentra, te
budući da nisu svi ni standardnog tipa Wood-Anderson, potrebno je kod izračunavanja
magnitude potresa uzeti u obzir stvarnu udaljenost seizmografa od epicentra potresa te amplitude
koje su registrirane „prevesti“ na Richterovu magnitudu. Zbog vrijednosti dobivenih proračuna
koje su pribliţne i zbog seizmičkih valova i prirode njihovog širenja u različitim pravcima,
magnituda istog potresa, odreĎena na različitim seizmološkim postajama, često je različita. Stoga
moţemo zaključiti, iako je magnituda mjerena instrumentom, ona ipak predstavlja pribliţnu
13
mjeru za jačinu potresa. Neovisno o tipu seizmografa i o epicentralnoj udaljenosti u praksi se
procjenjuje magnituda, pa se maksimalna amplituda svodi na standardni seizmograf, a zatim na
epicentralnu udaljenost od 100 km. Ovdje ne moţemo govoriti o Richterovoj ljestvici jer ovako
definirana magnituda je broj dobiven logaritmiranjem amplitude oscilacije tla. Najjači do sada
zabiljeţen potres bio je magnitude 9,5 a dogodio se u Čileu 1960. godine. Ukoliko je magnituda
potresa iznosa 4,0 ili veća od toga tada moţemo reći da se radi o jačim potresima koje biljeţe
osjetljivi seizmografi na širem potresnom području. Najslabiji potresi, koje čovjek i ne zamjeti,
već ih jedino lokalni seizmografi mogu registrirati, imaju magnitudu oko 2,0 pa čak i manju od
toga, potrese ovih vrijednosti nazivamo mikropotresima. Moţemo reći da postoji gornja granica
energije potresa, a samim time i gornja granica magnitude potresa, jer prema H.F. Reidu, slika
mehanizma kod tektonskih potresa navodi na zaključak da se u prostoru hipocentra ne moţe
gomilati energije više nego što to dopušta veličina prostora i čvrstoća stijena.
Slika 2.1.1. Charles F. Richter
Zapisi seizmografa pokazivali su da se vibracije tla za vrijeme potresa nalaze u tako
širokom rasponu amplituda (od mikrometra naviše) i perioda (od 0,1 sekunde do 1 sat) da nije
moguće napraviti univerzalan seizmograf koji bi jednako dobro zapisivao brze i spore vibracije
jakih i slabih potresa. Taj se nedostatak uspješno nadomješta postavljanjem nekoliko seizmografa
različitih karakteristika. Tako razlikujemo kratkoperiodične, srednjoperiodične i dugoperiodične
seizmografe prema njihovoj namjeni za kvalitetano zapisivanje vibracija kratkog (manje od 1-2
sekunde), srednjeg (manji od jedne minute) ili dugog perioda (veći od jedne minute) (Skoko i
Mokrović, 1998.).
Izvorna definicija magnitude, po Richteru, odnosila se na potrese na području Kalifornije
za epicentralnu udaljenost do 600 km zabiljeţene Wood-Andersonovim seizmografom. Ideja
odreĎivanja magnitude je bila vrlo jednostavna, ako znamo epicentralnu udaljenost na kojoj je
seizmograf i amplitudu pomaka tla, tada empirijskim postupkom moţemo odrediti jačinu potresa.
14
Prvobitna relacija odreĎivanja magnitude odnosila se na potrese bilo koje epicentralne
udaljenosti i hipocentralne dubine do 70 km. No karakteristike seizmičkih valova se mijenjaju na
većim udaljenostima od epicentra, gdje dolazi do jasnog odvajanja izmeĎu prostornih i
površinskih valova. Nakon Richtera seizmolozi uvode nove mjere za magnitudu, te tako uvode
dvije nove vrste magnitude koje su zasnovane na amplitudi prostornih primarnih valova
(označava se mb) i na amplitudi površinskih valova (označena s Ms). A originalna Richterova
magnituda nazvana je lokalna magnituda, te se označava s ML.
Magnituda mb je dana slijedećim izrazom:
mb =log (A/T) + Q(Δ,h)
gdje su: A - amplituda pomaka (u mikrometrima), T - period (u sekundama), Q(Δ,h) - faktor
korekcije koji je funkcija epicentralne udaljenosti Δ (u stupnjevima) i hipocentralne dubine h (u
kilometrima)
Izraz za magnitudu Ms je:
Ms = log (A/T) + a log (Δ) + b
gdje su: a,b - konstante karakteristične za neko područje
Nove magnitude uvedene su jer se ustanovilo da je magnituda površinskih valova Ms pogodna za
„mjerenje“ jakih plitkih potresa koji se nalaze na udaljenostima preko 1000 km od epicentra, jer
se na seizmogramima takvih potresa uočilo da prevladavaju površinski valovi. Dok su
seizmogrami dubokih potresa pokazali da takvi potresi ne generiraju značajne površinske valove
te ih je stoga pogodnije iskazati magnitudom mb. MeĎutim, uočilo se da pojedine ljestvice za
magnitudu naţalost ne pokazuju jednake numeričke vrijednosti, već se vrijednosti magnitude
dobivene po različitim ljestvicama podudaraju tek na pojedinim dijelovima tih ljestvica. Tako je
naprimjer ljestvica za magnitudu Ms podijeljena da se podudara s ML ljestvicom za vrijednosti
magnituda izmeĎu 6 i 6,5. Kod jačih potresa je vrijednost magnitude Ms uvijek veća od
vrijednosti ML. Za odnos izmeĎu magnituda Ms i mb ustanovljena je slijedeća empirijska veza :
mb =2,5 + 0,63 Ms
15
Iz te relacije moţemo vidjeti da se Ms i mb podudaraju za magnitude čija je vrijednost oko 6, te
da je za magnitude veće od 6 vrijednost magnitude Ms veća od magitude mb vrijedi i obratno.
Tako se najčešće magnituda za umjerene potrese do vrijednosti 6,5 koristi kao lokalna magnituda
M =ML, dok se za jače potrese koristi magnituda površinskih valova M=Ms.
U suvremenoj seizmologiji se koriste dva odvojena parametra pomoću koji se opisuju
fizikalni efekti potresa, a to su: seizmički moment i osloboĎena energija potresa.
SEIZMIČKI MOMENT I GEOMETRIJA RASJEDA
U današnje vrijeme seizmolozi preferiraju mjerenje seizmičkog momenta (Mo) koji je
povezan s konceptom momenta u fizici i geometrije rasjeda kako bi mogli izmeriti veličinu
seizmičkog izvora. Oni se mogu lako odrediti na osnovu analize potresnih valova zabiljeţenih
pomoću seizmografa, ali ih se lako moţe dobiti i pomoću geoloških procjena veličine pucanja
rasjeda i pomaka. Pomoću seizmičkog momenta i geometrije rasjeda moţemo odrediti jačinu
potresa, kao i orijentaciju rasjeda i smjer gibanja duţ rasjednih ploha. Za odreĎivanje seizmičkog
momenta koriste se različiti oblici te smjerovi gibanja valnih fronti seizmičkih valova koji su
zabiljeţeni na različitim epicentralnim udaljenostima i azimutima. Seizmički moment je usko
povezan s parametrima rasjednih procesa, i izraţavamo ga:
Mo = μ S <d>
gdje su: μ – snaga smicanja rasjednih ploha, S - površina rasjednih ploha, <d> - srednja
vrijednost pomaka duţ rasjeda.
Posljedica geometrije rasjeda i seizmičkog momenta je novi izraz za odreĎivanje magnitude (Mw)
temeljen na seizmičkom momentu:
Mw = a log (Mo) + b
Vrijednosti seizmičkog momenta za različite potrese razlikuju se za nekoliko redova
veličine.
16
ENERGIJA
Količina osloboĎene energije (E) prilikom potresa mjera je potencijala oštećenja
graĎevina. Veći dio energije koja se oslobodi tijekom potresa u ţarištu potroši se na pomake
stijenskih masa i na njihovo rušenje u blizini rasjeda, te na zagrijavanje tih materijala. Samo se
manji dio energije u obliku seizmičkih valova širi na sve strane na predhodno opisane načine. Taj
manji dio energije uzrokuje gibanja tla i štete na graĎevinama, i zove se energija seizmičkih
valova. OsloboĎena energija je u jednostavnoj vezi s magnitudom površinskih valova te postoje
različite empirijske formule na osnovu koji se procjenjuje osloboĎena energija. Relacija koja se
u praksi najčešće upotrebljava je slijedeća formula koju su postavili još 1954. godine B.
Gutennberg i C. Richter:
log E = a + b Ms
gdje su: E - osloboĎena energija dana u Joulima; a,b - konstante koje iznose a= 4,4; b=1,8
Magnituda površinskih valova Ms odreĎuje se za valove periodnog intervala izmeĎu 18 i 22
sekunde, i to je nedostatak ovog izraza. Stoga koristimo prikladniju veličinu, magnitudu energije
potresa Me, koja se ovako definira:
Me = c log E + d
gdje je: E - osloboĎena energija dana u Joulima; c,d - konstante, c=0,667; d= -9,9
Povećanjem magnitude za jedan stupanj povećava se potresna energije za oko 32 puta.
Magnituda energije Me i magnituda seizmičkog momenta Mw, su magnitude pomoću kojih
opisujemo različita fizikalna svojstva potresa. Magnituda Me je mjera seizmičkog potencijala i
šteta koje su nastale, a odreĎena je visokofrekventnim seizmičkim podacima. Dok je magnituda
Mw odreĎena niskofrekventnim podacima, te mjera za veličinu deformacije područja.
17
2.2. Makroseizmiĉka metoda
Za razliku od mikroseizmičke metode koja se temelji na zapisima seizmografa,
makroseizmička metoda koristi se opisima pojava koje se dogaĎaju na površini Zemlje za
vrijeme potresa, te djelovanje potresa na ljude. Ova metoda ograničena je na područje gdje potres
ostavlja vidljive tragove na površini i na opis ljudi koji su svojim osjetilima doţivjeli potres.
Makrosezmički intenzitet je pojam koji se koristi kod ove metode, a definira se kao mjera
„jakosti“ potresa. Intenzitetom se opisuju učinci potresa na ljude, graĎevine i prirodu, a on se
odreĎuje prema dogovorenoj makroseizmičkoj ljestvici intenziteta. Prema toj ljestvici učinci
potresa koji odgovaraju pojedinim klasama akceleracije tla svrstani su po stupnjevima intenziteta
trešnje tla. Intenzitet je najveći u blizini samog makroseizmičkog epicentra (mjesto na površini
zemlje gdje je učinak potresa bio najveći – najveća količina energije je „izbačena“ i ovisi o
strukturi unutrašnjosti i ne mora se podudarati s mikroseizmičkim epicentrom) te on opada s
udaljenošću. Za označavanje makroseizmičkog intenziteta prema dogovoru znanstvenika koristili
su se rimski brojevi. U novije vrijeme koriste se arapski brojevi jer su rimski brojevi bili
nepraktični za upotrebu u kompjuterskim programima. Ponekad se kod označavanja koristi i pola
stupnja zbog dvojbe oko stvarnog intenziteta što bi značilo da kod odreĎene lokacije ocjenjivač
nije siguran bi li joj dodijelio intenzitet niţeg ili višeg stupnja.
Kod makroseizmičke obrade podataka imamo 4 faze :
- sakupljanje podataka - u obliku upitnica, obilaskom područja pogoĎenog potresom, opisi
učinaka na ljude i njihova viĎenja o djelovanju potresa
- sortiranje podataka - svrstavanje upitnica prema mjestu porijekla
- ocjena makroseizmičkog intenziteta - intrepretacija dobivenih podataka pomoću ljestvica
intenziteta i izrada tablica
- crtanje karata intenziteta i izoseista - izoseiste su linije koje spajaju mjesta jednakog
intenziteta
S obzirom na stupanj obraĎenosti informacija o potresu, dobiveni podaci se dijele na:
- osnovni podaci - fotografije, terenska izvješća seizmologa, makroseizmičke upitnice,
zapisi drugih sluţbi (npr. sluţba za procjenu štete, novinska izvješća)
- izvedeni podaci - to su podaci koji već sadrţe ocjenu makroseizmičkog intenziteta za neku
točku (npr. vrijeme potresa, popis mjesta s koordinatma i opaţenim intenzitetima, vrsta
ljestvice; i prikazuju se kao karte intenziteta i izoseista, te kao kataloški zapisi.
18
NASTANAK I RAZVOJ MAKROSEIZMIČKIH LJESTVICA
Osnovna ideja uvoĎenja makroseizmičke ljestvice je u tome da se različiti učinci potresa
na nekom mjestu svrstaju u grupu sličnih, odnosno srodnih učinaka te da im se pridruţi odreĎeni
intenzitet.
Početkom 19. stoljeća podaci o učincima potresa na tlo, vodu, graĎevine te ljude počinju
se redovito objavljivati. Što je pomoglo K.A. von Hoffu da 1840.g. objavi prvi katalog potresa
koji su se dogodili na čitavom svijetu1. Ti podaci su bili iznimno značajni jer su pomogli da se
uoči različita seizmička aktivnosti Zemlje. Prema njima se moglo vidjeti da se potresi dogaĎaju
najčešće u dva uska pojasa. Prvi pojas naziva se mediteransko-transazijski pojas seizmičke
aktivnosti Zemlje, a drugi cirkumpacifički. TakoĎer se zapazilo da intenzitet potresa na nekom
mjestu ne ovisi samo o njegovoj udaljenosti od epicentra, već i o vrsti tla na tom mjestu.
Primjerice, na rahlom tlu - uz ostale nepromijenjene uvjete - oštećenja zgrada sagraĎenih na
takvom tlu općenito su bila veća nego oštećenja zgrada sagraĎenih na kompaktnoj stijeni. To su
bili poticaji za razvoj makroseizmičke metode istraţivanja potresa i za nastanak makroseizmičke
ljestvice intenziteta.
Prijelaz s 19. na 20. stoljeće bilo je razdoblje stvaranja modela makroseizmičke ljestvice i
u tom vremenskom periodu predloţeno je više desetaka različitih modela. Na temelju potresa
koji su pogodili Italiju M.S. de Rossi je 1873. godine izradio makroseizmičku ljestvicu jakosti
potresa koja je imala 10 stupnjeva. Nekoliko godina kasnije, odnosno 1880. godine F.A. Forel
izraĎuje sličnu ljestvicu za potrese na području Švicarske, neovisno o ljestvici koju je izradio de
Rossi. Tek naknadno je došlo do njihove zajedničke suradnje na sastavljanju ljestvice pod
nazivom Rossi-Forel-ova ljestvica. Talijansko geodinamičko društvo i Švicarska seizmološka
komisija 1883. godine prihvaćaju tu ljestvicu koja se zbog svoje jednostavnosti i lagane primjene
vrlo brzo počela upotrebljavati u Europi i u većini zemalja izvan Europe. Rossi-Forel-ova
ljestvica je bila podijeljena prema učincima potresa na ljude (I-VI stupnja), na zgrade (VII-IX
stupnja) i na njegove učinke na tlo (X stupanj). S vremenom su se počeli uočavati nedostaci ove
ljestvice, pokazalo se da ljestvica ne sadrţi dovoljno pojedinosti i to se najviše odnosilo na niţe
stupnjeve. Nakon pomnog proučavanja G. Mercalli (slika 2.2.1.) 1897. godine znatno mijenja
Rossi-Forel-ovu ljestvicu, a godine 1900. ljestvicu prihvaća Geodinamička sluţba Italije pod
nazivom Mercalli-jeva ljestvica.
____________________________________________________
1Chronik der Erdbeben und Vulkanausbruche, Gotha, 1840. Katalog je sadrţavao podatke za više od 2000 potresa iz
razdoblja od 1606.g. do 1832.g
19
U Japanu iste godine F. Omori definira ljestvicu sa sedam stupnjeva intenziteta za potrese
koji pogaĎaju to područje. On je svakom stupnju te ljestvice dodao i odgovarajuću vrijednost
maksimalnog ubrzanja čestica tla, do kojih je, u suradnji s J. Milneom, došao na temelju formula
postavljenih za jednostavne graĎevinske konstrukcije (npr. stup, zid, dimnjak...). Za izračun je
koristio veličine dobivene promatranjem potresa koji se 1891. godine dogodio u Mino-Owariju,
Japan.
Koristeći rezultate drugih seizmologa (F. Omorija, J. Milnea i dr.) A. Cancani je nastojao
pridruţiti vrijednosti maksimalnog ubrzanja čestica tla koje uzrokuje potres stupnjevima Rossi-
Forel-ove ljestvice. Radeći na toj ljestvici došao je do zaključka da je veza izmeĎu stupnjeva i
vrijednosti maksimalnog ubrzanja tla nejednolika te da nema dovoljno stupnjeva u odnosu na
ostatak ljestvice. Rezultate koje je dobio usporedio je s Mercallijevom ljestvicom i uočio da je G.
Mercalli donekle uspio kod niţih i srednjih stupnjeva ukloniti nejednakosti i grubosti, dok to nije
bilo zadovoljavajuće za više stupnjeve. Stoga je A. Cancani 1903. godine predloţio da se
Mercallijevoj ljestvici dodaju još 2 stupnja. Godinu dana poslije dopunio je tu ljestvicu
pridruţivši svakom stupnju odgovarajuće vrijednosti maksimalnog ubrzanja čestica tla. Zbog
teškoća u odreĎivanju vrijednosti maksimalnog ubrzanja čestica tla, koju je izradio A. Cancani,
ona se nije upotrebljavala.
Slika 2.2.1. Giuseppe Mercalli
Godine 1912. A. Sieberg uočava velike razlike koje su se pojavile u makoseizmičkoj
ljestvici kod pridjeljivanj istih podataka o učincima potresa različitim stupnjevima jakosti.
Razlike koje je uočio navele su ga da dodatno razradi i proširi Mercallijevu ljestvicu. On je za
više stupnjeve jakosti precizirao vrste oštećenja graĎevina te je za jake potrese opisao učinke koje
oni izazivaju u promjeni tla i kretanju nadzemnih i podzemnih voda. Rezultat preinaka koje je
napravio na Mercallijevoj ljestvici bio je jednolikiji razmak izmeĎu uzastopnih stupnjeva i manje
pogreške u ocjenjivanju stupnjeva jakosti. Tako izmjenjena Mercallijeva ljestvica, uz vrijednosti
20
maksimalnog ubrzanja čestica tla koje je dodao Cancani, bila je podjednako dobro upotrebljiva i
za jake i za slabe potrese. Ljestvica je nazvana Mercalli-Cancani-Seiberg, odnosno skraćeno
MCS ljestvica.
MCS ljestvicu je 1917. godine MeĎunarodno seizmološko udruţenje predloţilo za opću
upotrebu. MCS ljestvica se nije mogla izravno primjeniti na ostale krajeve svijeta jer je bila
sastavljena na temelju podataka prikupljenih s potresom pogoĎenog područja Europe. Stoga je
došlo do razvoja srodnih ljestvica za područja izvan Europe.
Prema makroseizmičkim podacima prikupljenima s prostora Kalifornije H.O. Wood i F.
Neumann 1931. godine predlaţu prilagodbu MCS ljestvice za njezinu primjenu u Sjedinjenim
Američkim Drţavama. Ovu izmjenjenu ljestvicu nazvali su Modificirana Mercallijeva ljestvica
(MM ljestvica). U obzir su uzeli i ponašanje motornih vozila za vrijeme potresa i dali opis za
oštećenja različitih vrsta njihovih graĎevinskih konstrukcija.
Iste godine u SSSR-u je bila prihvaćena ljestvica od 12 stupnjeva vrlo slična MCS
ljestvici. S.V. Medvedev 1952. godine sastavlja novu ljestvicu nazvanu Seizmička ljestvica
Instituta Fizike zemlje Akademije nauka SSSR-a (IFZ ljestvica). Ova ljestvica se razlikovala od
dotadašnjih po tome što su opisi učinka potresa bili odvojeni prema:
- učincima na zgrade i druge graĎevine (ova grupa ima tri podgrupe prema oštećenjima):
a) po vrsti zgrada u smislu seizmičke otpornosti
b) po stupnju oštećenja
c) po mnoţini oštećenja zgrada
- trajnim promjenama u izgledu tla te nadzemnih i podzemnih voda
- ostalim znakovima, kojima se opisuje djelovanje potresa na ljude i njihovu okolinu.
Nakon Modificirane Mercallijeve ljestvice iz 1931. godine slijedila je nova verzija te
ljestvice istog naziva, koju je 1956. godine pripremio C.F. Richter. U novoj verziji je preciznije i
bolje definirao opisane pojmove i naveo četiri vrste zidanih konstrukcija, uzimajući u obzir način
projektiranja, kvalitetu graĎevinskog materijala te kvalitetu same izvedbe.
Na temelju dugogodišnjeg istraţivanja i iskustva mnogih znanstvenika iz cijelog svijeta s
područja makroseizmike, i korištenja prikupljenih podataka, analiza literature i prijedloga,
terenskih istraţivanja, V. Medvedev, W. Sponheuer i V. Karnik 1964. godine izraĎuju novu
ljestvicu, Medvedev-Sponheuer–Karnik, odnosno MSK-64 ljestvica koja se koristila skoro 30
godina po preporuci Europske seizmološke komisije.
21
Godine 1981. svjesni činjenice da su potrebna poboljšanja i prilagodbe ljestvice novim
načinima graĎenja zgrada, znastvenici daju noviju verziju ljestvice nazvanu MSK-81 ljestvica.
Osim toga prihvaćena je i nova raspodjela učinaka potresa na:
a) ljude
b) graĎevine i prirodu (isključujući štete na graĎevinama)
c) oštećenja graĎevina.
Dok je prijašnja MSK-64 ljestvica imala raspodjelu učinaka potresa na:
- ljude i okolinu
- graĎevine (oštećenja)
- prirodu.
U današnje vrijeme upotrebljava se posljednja inačica MSK ljestvice iz 1992. godine, pod
nazivom Europska makroseizmička ljestvica 1992. (MSK-92).
Prema makroseizmičkoj ljestvici moţemo procjeniti sam makroseizmički epicentar potresa ako
poznajemo raspodjelu makroseizmičkog intenziteta trešnje tla.
Skraćeni oblik MSK-92 ljestvice
U tablici 2.2.1. prikazani su učinci potresa za svaki od 12 stupnjeva jakosti, tj.intenziteta.
Tablica 2.2.1. Skraćeni oblik MSK-92 ljestvice
Stupanj
intenziteta
potresa
Opis uĉinka potresa
I.
Nezamjetljiv potres
a) Nije zamjećen niti pod najpovoljnijim okolnostima
b) Nema učinaka
c) Nema oštećenja
II.
Vrlo lagan potres
a) Podrhtavanje zamjećuje tek vrlo mali broj stanovnika (<1%)
b) Nema učinaka
c) Nema oštećenja
III.
Lagan potres
a) Osjeti ga mali broj ljudi u unutrašnjosti kuće, viseći predmeti se lagano
ljuljaju
b) Obješeni predmeti se neznatno njišu
c) Nema oštećenja
22
IV.
Umjeren potres
a) U prostorijama ga mnogi osjete a na otvorenom samo pojedine osobe.
Vibracije ne uzrokuju strah. Opaţaći osjete slabu trešnju ili ljuljanje
zgrade, sobe, kreveta ili stolice itd.
b) Stakleni predmeti, posuĎe, prozori i vrata zveče. Obješeni se predmeti
njišu, lagano pokućstvo se vidljivo pomiče
c) Nema oštećenja
V.
Priliĉno jak potres
a) Većina stanovnika osjeća potres u prostorijama, a na otvorenom prostoru
samo pojedine osobe. Pojednici bjeţe iz kuća, oni koji spavaju se bude.
Opaţaći osjete jaku trešnju ili njihanje cijele zgrade, prostorija ili
pokućstva.
b) Obješeni predmeti se jako njišu. PosuĎe i čaše meĎusobno se sudaraju.
Mali predmeti teški u gornjemu dijelu i/ili nesigurno pridrţani mogu
kliznuti ili pasti. Vrata i prozori se otvaraju ili lupaju. U malo slučajeva
pucaju prozorska stakla. Ţivotinje u prostorijama postaju uznemirene.
c) Oštećenja 1. stupnja na nekoliko zgrada razreda oštetljivosti A i B
VI.
Jak potres
a) Osjeti ga većina stanovnika u prostorijama, a i na otvorenome. Nekoliko
osoba gubi ravnoteţu. Mnogi su uplašeni i bjeţe van iz kuća.
b) Mali predmeti mogu pasti a pokućstvo se moţe klizati. U malo slučajeva
posuĎe i stakleni predmeti se lome. Domaće ţivotinje (čak i one na
otvorenome) su uplašene
c) Oštećenja 1. stupnja zamjećuje se na mnogim zgradama razreda
oštetljivosti A i B; oštećenja 2. stupnja na nekoliko zgrada razreda A i B
VII.
Vrlo jak potres
a) Većina stanovnika je uplašena i pokušava pobjeći na otvoreno. Mnogi
teško odrţavaju ravnoteţu, osobito na višim katovima
b) Pokućstvo se miče, a teški predmeti padaju s polica. Voda se izlijeva iz
spremnika i bazena
c) Oštećenja 2. stupnja zamjećuju se na mnogim zgradama klase B i na
nekoliko zgrada klase C; oštećenja 3. stupnja zamjećuju se na mnogim
zgradama klase A i na nekoliko zgrada klase B, oštećenja 4. stupnja
zamjećuju se na nekoliko zgrada klase A. Oštećenja viših katova su
znatna
VIII.
Razoran potres
a) Mnogo stanovnika teško odrţava ravnoteţu, čak i na otvorenome
b) Pokućstvo se moţe prevrnuti. Predmeti poput televizora, pisaćih strojeva
itd. padaju na tlo. Nadgrobni spomenici mogu biti pomaknuti ili prevrnuti.
Na mekom se tlu mogu zamjetiti valovi.
c) Oštećenja 2. stupnja zamjećuju se na mnogim zgradama klase C;
oštećenja 3. stupnja zamjećuju se na mnogim zgradama klase B i na
nekoliko zgrada klase C; oštećenja 4. stupnja zamjećuju se na mnogim
zgradama klase A i na nekoliko zgrada klase B; oštećenja 5. stupnja
zamjećuju se na nekoliko zgrada klase A; oštećenja 2. stupnja zamjećuju
se na nekoliko zgrada klase D
23
IX.
Pustošan potres
a) Opća panika. Moguć potpuno gubitak ravnoteţe većine stanovnika
b) Mnogi spomenici i stupovi padaju ili se uvrću. Na mekom tlu se vide
valovi
c) Oštećenja 2. stupnja pretrpi mnogo zgrada klase D i nekolicina klase E;
oštećenja 3. stupnja pretrpi mnogo zgrada klase C i nekolicina klase D;
oštećenja 4. stupnja pretrpi mnogo zgrada klase B i nekolicina klase C;
oštećenja 5. stupnja pretrpi mnogo zgrada klase A i nekolicina klase B
X.
Uništavajući potres
c) Oštećenja 2. stupnja pretrpi mnogo zgrada klase E i nekolicina klase F;
oštećenja 3. stupnja pretrpi mnogo zgrada klase D i nekolicina klase E;
oštećenja 4. stupnja pretrpi mnogo zgrada klase C i nekolicina klase D;
oštećenja 5. stupnja pretrpi mnogo zgrada klase B i nekolicina klase C,
kao i klase A
XI.
Katastrofalan potres
c) Oštećenja 2. stupnja pretrpi mnogo zgrada klase F; oštećenja 3. stupnja
pretrpi mnogo zgrada klase E i nekolicina klase F; oštećenja 4. stupnja
pretrpi mnogo zgrada klase D i nekolicina klase E; oštećenja 5. stupnja
pretrpi većina zgrada klase B i nekolicina klase C i D; oštećenja 4.stupnja
pretrpi većina zgrada klase C
XII.
Velika katastrofa
c) sve zgrade klase A, B i praktično sve zgrade klase C su razrušene. Većina
zgrada klase D, E i F su razrušene. Potres je dostigao najveći pojmljiv
učinak.
Definicija učinaka potresa
Učinci potresa u MSK-92 ljestvici (tablica 2.2.1.) podijeljeni su u tri osnovne grupe i to:
a) učinci na ljude,
b) učinci na graĎevine i prirodu (isključujući štete na graĎevinma ),
c) oštećenja graĎevina.
Definicija količine opažanja
Termini koji se koriste u ljestvici za količinu opaţanja malo ili nekoliko, mnogo i većina
su statističkog tipa jer su ograničeni postotnim iznosima :
a) malo 0-20 %
b) mnogo 10- 60 %
c) većina 50-100 %
24
Klase zgrada prema tipu gradnje
Napredak i razvoj načina gradnje zgrada u današnje vrijeme uzrokovali su provedbu
klasifikacija zgrada prema tipu gradnje. Da bismo mogli odrediti intenzitet na području koje je
zahvatio potres zgrade su razvrstane u 6 klasa (A-F) (tablica 2.2.2.). U klasu A, B i C su svrstane
zgrade tipičnog zidarskog tipa, dok u klasu D, E i F su svrstane zgrade od armiranog betona.
Tablica 2.2.2. Klase zgrada prema tipu gradnje
Tip gradnje Klasa zgrade
A B C D E F
Zidane zgrade
Od prirodnog, lomljenog i neobraĎenog kamena x
Od nepečene opeke x
Od grubo obraĎenog kamena x
Od obraĎenog kamena x
Nearmirane, od proizvedenih zidnih elemenata x
Nearmirane, s armiranobetonskim stropovima x
Armirana opeka x
Armirani beton bez antiseizmičkih mjera x
Armiranobetonske zgrade
Armirani beton s min. antiseizmičkim mjerama x
Armirani beton s umjerenim antiseizmičkim
mjerama x
Armirani beton s visokim antiseizmičkim
mjerama x
Ĉeliĉne zgrade
x
Drvene zgrade
x
25
Klasifikacija oštećenja
O načinu i tipu zgrade ovisi na koji će se način i kako zgrada deformirati pod utjecajem
potresa, odnosno potresnih valova (tablica 2.2.3.).
Tablica 2.2.3. Klasifikacija oštećenja zgrada
Stupanj
oštećenja Zidane zgrade Armiranobetonske zgrade
1.
Zanemarivo do slabo oštećenje
(nema konstrukcijskih oštećenja, slaba nekonstrukcijska oštećenja)
- sićušne pukotine na malo zidova
- otpadanje malih dijelova ţbuke
- ponegdje padanje labavih komada s viših
dijelova zgrade
- sićušne pukotine u ţbuci na elementima okvira ili u
podnoţju zidova
- sićušne pukotine u pregradnim zidovima
2.
Umjerena oštećenja
(slaba konstrukcijska oštećenja, umjerena nekonstrukcijska oštećenja)
- pukotine na mnogo zidova
- otpadanje velikih dijelova ţbuke
- djelomično rušenje dimnjaka
- sićušne pukotine na stupovima i gredama okvira i
nosivim zidovima
- padanje dijelova ţbuke na mjestima spajanja zidova,
padanje slabih i lomljivih dijelova ţbuke
3.
Znatna do teška oštećenja
(umjerena konstrukcijska oštećenja, teška nekonstrukcijska oštećenja)
- široke i mnoge pukotine na većini zidova,
cijepovi padaju. Dimnjaci se lome na razini
krova;
- rušenje pojedinih nekonstrukcijskih
elemenata zgrade (npr. pregradnih zidova)
- pukotine na stupovima i čvorovima okvira (stup-
greda) u podnoţju zgrade i u čvorovima (veznim
gredama) povezanih zidova. Otpadanje zaštitnog
sloja betona
- široke pukotine u pregradnim zidovima
4.
Vrlo teška oštećenja
(velika konstrukcijska oštećenja šteta, vrlo velika nekonstrukcijska oštećenja)
- ozbiljno rušenje zidova; djelomično rušenje
krovova
- ozbiljna oštećenja spojeva u konstrukciji zgrade s
uništenjem betonskih i armiranobetonskih greda,
pojedinačno urušavanje, nagibanje greda
5. Rušenje
(vrlo velika konstrukcijska oštećenja)
- potpuno ili gotovo potpuno rušenje zgrade - potpuno ili gotovo potpuno rušenje zgrade
Kod makroseizmičke metode istraţivanja potresa, uz kartografski prikaz prikupljenih
podataka, javljaju se dva osnovna nedostatka. Prvi nedostatak ove metode je to što se ne moţe
primjeniti na nenaseljena područja, kao što su npr. prostranstva oceana. A drugi nedostatak
metode je što se intenzitet potresa ne mjeri pomoću instrumenata, već se zbog osobitosti ljestvice
on ocjenjuje na osnovi učinaka, pa je podloţan subjektivnosti.
Često se magnituda potresa pogrešno zamjenjuje s makroseizmičkim intenzitetom.
Magnitudu potresa moţemo shvatiti kao mjeru količine energije osloboĎene u hipocentru, a
26
makroseizmički intenzitet jest mjera učinaka te energije u pojedinoj točci površine Zemlje.
Makroseizmički intenzitet dakle ovisi o energiji potresa, tj. magnitudi, ali uz to ovisi i o nizu
drugih uvjeta: epicentralnoj udaljenosti, dubini hipocentra, o mehanizmu pomaka u hipocentru, te
o geološkim svojstvima i strukturi tla kroz koje prolaze valovi potresa. U meĎusobnom slaganju
tih uvjeta moţe se dogoditi npr. da potres velike energije makroseizmički uopće ne bude
zamjećen, što je čest slučaj kod potresa čiji je hipocentar u nenaseljenom području.
Mikroseizmički epicentar temelji se na zapisima oscilacije tla dobivenih pomoću visoko
osjetljivog ureĎaja-seizmografa, koji biljeţi i slabije potrese. Makroseizmički epicentar se temelji
na izučavanju učinaka potresa na površini Zemlje i moţemo ga procjeniti jedino ako poznajemo
makroseizmičke intenzitete. Iz navedenog je očito da će veliko neslaganje izmeĎu ova dva
epicentra biti prisutno kod slabijih potresa, te za slučaj potresa čiji su epicentri u nenaseljenom
(ili slabo naseljenom) području. Nadalje, razlika izmeĎu mikroseizmičkog i makroseizmičkog
epicentra proizlazi i iz samih njihovih definicija. Mikroseizmički epicentar je projekcija ţarišta
na površinu Zemlje, a ţarište je točka na rasjedu gdje pucanje stijena otpočne i od koje se na sve
strane šire potresni valovi. Makroseizmički pak epicentar je točka na površini Zemlje gdje je
osloboĎena najveća količina energije (šteta je najveća). S obzirom da rasjedi u unutrašnjosti
Zemlje leţe pod nekim kutem, za očekivati je da se ove dvije točke ne podudaraju, ali nam
poloţaji i jedne i druge lokacije pruţaju vrijedne informacije.
27
2.3. Usporedba magnituda-intenzitet
Jačinu nekog potresa ne moţemo odrediti samo prema tome kakve on posljedice uzrokuje
na površini zemlje, jer ako jedan snaţan potres pogodi nenaseljeno područje tada u javnosti
ostaje nezabiljeţen, dok slabiji potres s epicentrom u izgraĎenom i gusto naseljenom području
moţe uzrokovati velike materijalne štete i ljudske ţrtve.
Odnos izmeĎu magnitude i makroseizmičkog intenziteta potresa bio je zanimljiv mnogim
znanstvenicima. Za potrese na području Kalifornije, Gutenberg i Richter (1942. i 1956. godine)
izveli su empirijsku relaciju odnosa magnitude i radijusa opaţenosti potresa, te magnitude i
maksimalnog intenziteta opaţenog na tom prostoru. Godine 1965. Slemmons zajedno s drugim
znanstvenicima, proučavajući potrese na području zapadne Nevade i Kalifornije, razvija relaciju
koja prikazuje odnos magnitude i intenziteta. Uzimajući u obzir istraţivanja koja su napravili
sovjetski znanstvenici, Barosh je 1969. godine obradio relacije vezane za intenzitet potresa. Za
istočno područje Sjedinjenih Američkih Drţava 1972. godine Brazze izvodi relaciju za opadanje
opaţenog makroseizmičkog intenzitetas porastom epicentralne udaljenosti. Za potrese središnjeg
područja SAD-a, Nuttli i Zollweg su proučavali odnos magnitude i veličine potresnog područja.
Mnogi znanstvenici makroseizmike desetljećima su pokušavali odrediti relaciju izmeĎu
magnitude i makroseizmičkog intenziteta potresa. primjer jedne usporedbe izmeĎu magnitude
potresa i makroseizmičkog intenziteta se moţe vidjeti u tablici 2.3.1.
Tablica 2.3.1. Usporedba magnitude i makroseizmičkog intenziteta
Magnituda Makoseizmički intenzitet
1.0 – 3.0 I
3.0 – 3.9 II – III
4.0 – 4.9 IV – V
5.0 – 5.9 VI – VII
6.0 – 6.9 VIII – IX
>7.0 > X
U nastavku ovog rada bit će izvedena empirijska relacija koja opisuje ovisnost magnitude
potresa o opaţenom makroseizmičkom intenzitetu i epicentralnoj udaljenosti na kojoj je
28
intenzitet opaţen. Relacija će biti izvedena za područje sjeverozapadne Hrvatske s ciljem da se
odredi funkcijska ovisnost magnitude o opaţenom intenzitetu. Ova relacija koristila bi se za
odreĎivanje magnitude potresa koji nisu instrumentalno zabiljeţeni, a na temelju opaţenih
intenziteta trešnje tla.
29
3. Opis podataka
Kao dio koji pripada mediteransko-transazijskom pojasu gotovo čitavo područje Hrvatske
očituje se izraţenom seizmičkom aktivnošću. Seizmičkom aktivnošću najviše se odlikuje
priobalno područje, sjeverozapadni dio, Dinaridi, a posebice juţni dio Dalmacije, dok je središnji
i istočni dio Hrvatske područje sa znatno manjom seizmičkom aktivnošću. Značajka prostorne
razdiobe seizmičke aktivnosti jest koncentracija potresa u pojedinim uţim područjima ili
zonama.
O potresima na području Hrvatske postoje podaci koji seţu još iz 361. godine. Potres
koji se dogodio te godine jedan je od dva snaţna potresa intenziteta X0 MCS-ljestvice, koja su
zabiljeţena u povijesti Hrvatske. Za prvi potres, iz 361. godine, navodi se da je u more tada
propao grad Cissa (danas Caska) na otoku Pagu, dok je za potres iz 1667. godine zabiljeţeno da
je gotovo potpuno bio porušen Dubrovnik.
U Hrvatskoj potresi se javljaju u zonama dodira različitih geoloških strukturnih jedinica
te se dogaĎaju zbog njihova pomicanja. Podaci zorno ukazuju na činjenicu da je čitavo područje
Hrvatske izloţeno djelovanju potresa. Zbog tolikog nivoa seizmičke aktivnosti nameće se i
nuţnost njezina neprekidnog instrumentalnog praćenja i detaljnog proučavanja. Razlozi za
praćenje potresa, s jedne strane su, zato što kao i svaka druga prirodna pojava, oni se
znanstvenim metodama pokušavaju istraţiti i objasniti. Zbog posljedica koje razorni potresi
ostavljaju nameće se i praktična strana njihova istraţivanja kojima je cilj smanjenje njihovih
štetnih učinaka. “Stoga je 1985.godine zakonskom odredbom uspostavljena Seizmološka sluţba
Republike Hrvatske, koja djeluje kao organizacijska jedinica Geofizičkog odsjeka Prirodoslovno-
matematičkog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu. Njena osnovna zadaća jest neprekidno
instrumentalno praćenje seizmičke aktivnosti na području Hrvatske te prikupljanje i obrada
makroseizmičkih podataka.„ (Skoko i Mokrović, 1998.)
Rezultati istraţivanja potresa od iznimnog su značenja zbog svoje primjene, u budućnosti,
za potrebe protupotresnog projektiranja i gradnje, te u poduzimanju drugih preventivnih mjera
radi smanjenja posljedica budućih potresa, na najmanju moguću mjeru. Andrija Mohorovičić prvi
je u nas uočio nuţnost primjene rezultata seizmoloških istraţivanja. “Svoja razmatranja izveo je
1911. g. za jednostavne modele zgrada, primjereno ondašnjim mogućnostima računanja. Uz
brojne zaključke vrijedne za praktično konstruiranje i izvoĎenje graĎevina otporne na potrese,
Mohorovičić je pokazao da se i od uobičajenog graĎevnog materijala moţe sagraditi zgrada
otporna na potrese. Osnove njegovih postupaka pri odreĎivanju ponašanja graĎevina za potresa,
30
koje je iznio u našoj prvoj studiji tog problema, ostaju valjana i danas.„ (Skoko i Mokrović,
1998.)
Definiranje seizmogenih zona je konačni rezultat seizmičkog zoniranja odreĎenog
teritorija. Seizmogene zone karakterizirane su specifičnim tektonskim, geodinamičkim i
seizmičkim ponašanjem, za koje je pretpostavljeno da je homogeno unutar pojedine zone. Na
osnovi geoloških, tektonskih i seizmičkih podataka Markušić i Herak (1999.) su predloţili 17
seizmogenih zona na području Hrvatske (slika 3.1.). Područja seizmogenih zona definirana su
tako da odvoje grupe potresa koji se meĎusobno značajno razlikuju po mjestu na kojem se
dogaĎaju, po dubini hipocentra, mehanizmu pomaka u ţarištu, uzroku, učestalosti, geološkim
svojstvima seizmogenih slojeva i sl.
U zapadnom dijelu kontinentalne Hrvatske ističe se zona koja se proteţe od granice sa
Slovenijom zapadno od Karlovca, preko Ţumberačkog gorja i Medvednice sve do Kalnika i
zapadnog dijela Bilogore. Zatim od zagrebačkog područja nalazi se aktivna zona od Pokuplja
prema Banja Luci. Slijedi kratak opis seizmičnosti pojedinih zona sjeverozapadne Hrvatske
(zone 10, 11, 12, 13 i 14.).
Slika 3.1. Seizmogene zone na području Hrvatske (Markušić i Herak, 1999)
31
10-Bela Krajina
Seizmogena zona Bela Krajina obuhvaća jugozapadne obronke Ţumberka, te mjesta
Karlovac, Ozalj, Črnomelj, Metliku i Novo Mesto. Ovo je područje niske seizmičnosti, iako se u
povijesnim spisima (Cvijanović, 1980.) spominje nekoliko vrlo jakih potresa s epicentrima
uglavnom u okolici Metlike. Najjači od njih dogodili su se 567., 1000. i 1097. godine, a intenzitet
u epicentru procjenjuje se na IXo MCS ljestvice. U ovom stoljeću nisu se dogodili potresi
intenziteta u epicentru većeg od VI-VIIo MCS. U strukturalnom smislu vaţno je napomenuti da
ovdje postoje dva karbonatna kompleksa (Herak i dr., 1990.), jedan povezan s Unutarnjim
Dinaridima, a drugi s karbonatnom platformom Dinarida. Strukturalni elementi Unutarnjih
Dinarida pruţaju se u smjeru I-Z, a oni koji pripadaju karbonatnoj platformi Dinarida u smjeru
JI-SZ. Ţarišta najjačih potresa u ovoj seizmogenoj zoni nalaze se na dubinama od 2 do 17 km.
11- Jastrebarsko – Zagreb – Varaţdin
Ova zona pokriva područje zapadnog dijela Dinarida, te zapadnog rubnog dijela
Panonskog bazena, od Ţumberačke i Samoborske gore preko Zagreba do Varaţdina. S obzirom
na prostornu razdiobu epicentra, u navedenoj zoni moguće je definirati slijedeća epicentralana
područja: Ţumberačka gora, Breţice-Krško, Medvednica i Ivanščica –Varaţdin.
U epicentralnom području Ţumberačke gore seizmički je aktivnije područje
sjeverozapadnih obronaka planine, dok se rjeĎi i slabiji potresi (intenziteta do VIIo MCS)
dogaĎaju uz juţne padine Ţumberačke gore preko Krašića, Jastrebarskog i Samobora do
Bregane. U ovom stoljeću najjači potresi bili su intenziteta VIo MCS (1928. i 1953.). MeĎutim, u
starim spisima spominju se i vrlo jaki potresi sjeverno od Ozlja, na rijeci Kupi, kao što je onaj iz
1697. godine, intenziteta u epicentru VIIIo MCS ljestvice.
Područje oko Breţica i Krškog seizmički je, uz Medvedničko, najaktivnije epicentralno
područje u ovoj seizmogenoj zoni, i po jačini i po broju potresa. Napomenimo da se u 17.
stoljeću spominje veliki broj vrlo jakih potresa, od kojih je najjači bio intenziteta IXo MCS, a
dogodio se 1640. godine. U razdoblju od 1915. do 1928. ponovno je ovo područje izrazito
seizmički aktivno, te se tada (1917.) dogodio i najjači potres u ovom epicentralnom području.
Potres je bi magnitude 5,7, te intenziteta u epicentru VIIIo MCS ljestvice. Navedeno područje
bilo je aktivno i izmeĎu 1949. i 1963., kao i 1989. i 1990., ali posljednjih 40 godina nijedan
potres nije bio intenziteta većeg od VIo MCS.
32
Najjači potres, ne samo unutar epicentralnog područja Medvednice, nego i u čitavoj
seizmogenoj zoni Jastrebarsko –Zagreb –Varaţdin, dogodio se 1880. godine. Potres su najjače
osjetili, maksimalnim intenzitetom od VIIIo MCS ljestvice, stanovnici Kašine i Planine.
Magnituda potresa bila je oko 6,0. Sve zidane seljačke kuće su bile oštećene, a gdje koja i
porušena. Potres je stvarao pukotine u tlu i aktivirao klizišta (Kišpatić, 1891.). Razdoblje
pojačane seizmičke aktivnosti Medvednice bilo je od 1879. do 1933. Unutar tog razdoblja javljali
su se kraći periodi pojačane aktivnosti uz migraciju ţarišta potresa duţ jugoistočnih padina
Medvednice, kao i okomito na taj pravac. Od 1934. godine potresi u Medvednici su bili rjeĎi, a
jakost im nije premašivala intenzitet od VIo MCS ljestvice. Iznimka je bio potres koji se dogodio
u rujnu 1990. godine s epicentrom u okolici Kraljeva Vrha, kojem je maksimalni intenzitet
procijenjen na VIIo MSK.
Lokacije epicentara potresa u epicentralnom području Ivanščica-Varaţdin se pruţaju u
smjeru SI-JZ. U arhivskim spisima spominje se 1459. godine katastrofalni potres s epicentrom u
okolici Varaţdina, intenziteta u epicentru IXo MCS ljestvice. Najjači potres u ovom stoljeću
dogodio se 1982. godine. Potres je bio magnitude 4,7, te maksimalnog intenziteta VIIo MCS.
S obzirom na tektonsku aktivnost seizmogene zone Jastrebarsko –Zagreb –Varaţdin,
recentni strukturalni odnosi su vrlo kompleksni. Karakteristični su slijedeći rasjedi (Šikić, 1976.):
- smjera pruţanja SI-JZ kao primarni i vezani za rasjednu zonu zapadnog ruba Panonskog
bazena,
- smjera pruţanja SSZ-JJI, primarni u smislu vezivanja za duboki lom granice istočnih i
zapadnih Dinarida,
- smjera SZ-JI kao posljedica pokreta Dinarida,
- smjera Z-I kao veza s alpskim pokretima.
Dubine najpouzdanije odreĎenih ţarišta potresa ukazuju da je ovdje seizmički aktivna samo
gornja kora.
12- Pokuplje
Seizmogena zona Pokuplje obuhvaća područje od Vukomeričkih gorica na sjeveru do
Zrinske gore na jugu. Najveća kocentracija potresa u ovom području nalazi se kod mjesta Gora, i
to nedaleko ušća Gline u Kupu. Najjači potres dogodio se 1909. godine. Bio je magnitude 6,0,
intenziteta VIIIo MCS ljestvice, te dubine ţarišta 7 km. To je ujedno i najpoznatiji potres koji se
dogodio na čitavom teritoriju Hrvatske, jer je proučavajući zapise tog potresa na različitim
postajama, Andrija Mohorovičić dokazao postojanje plohe diskonuiteta izmeĎu kore i plašta.
33
Nakon navedenog potresa razdoblje pojačane seizmičke aktivnosti trajalo je do 1914. godine.
MeĎutim, od 1911. pa sve do danas, nije se dogodio nijedan potres intenziteta većeg od VI-VIIo
MCS ljestvice. Potresi se u ovoj zoni dogaĎaju u čitavoj gornjoj kori, a najjači su se dogodili na
dubinama od 5 do 25 km.
13- Podravina
Ovom seizmogenom zonom obuhvaćeno je područje Koprivnice, te planine Kalnik i
Bilogora. Najjača dva potresa bili su intenziteta u epicentru VIIIo MCS, a dogodili su se u okolici
Koprivnice (1778.), te na sjeverozapadnim obroncima Bilogore (1938.). Za seizmičnost
navedenog kraja vaţno je spomenuti seriju potresa iz 1993. godine, od kojih je locirano čak njih
63, s epicentrima u okolici Ludbrega. Karakteristično je da se lokacije epicentara pruţaju
uglavnom u smjeru I-Z (Kalnik), te SZ-JI (Bilogora), a dubine ţarišta najjačih potresa nalaze se u
intervalu od 7 do 23 km.
14- Virovitica- Kaposvar
Područje zone Virovitica-Kaposvar prati liniju koja se pruţa od Virovitice preko
Kaposvara dalje u MaĎarsku, a paralelna je velikom reversnom rasjedu Nagykanizsa-Balaton.
Sama zona karakterizirana je vrlo niskim nivoom seizmičnosti. Iako se u arhivskim spisima
1757. godine spominje katastrofalni potres u okolici Virovitice intenziteta u epicentru IXo
MCS,
u ovom stoljeću dogodio se vrlo mali broj (njih 19) slabih potresa, intenziteta ne većeg od Vo
MCS. Iznimka je bio potres iz 1904. godine koji je bio intenziteta u epicentru VIo
MCS.
Najpouzdanije odreĎeni hipocentri se nalaze na dubinama od 2 do 7 km.
34
Slika 3.3.Lokaliteti epicentra potresa s opaţenim intenzitetima
Slika 3.2. prikazuje lokacije 18 epicentra potresa i 12 epicentra test potresa. Test potresi su
potresi čiji su podaci o opaţenom intenzitetu prostorno razbacani i malobrojni, stoga te podatke
nećemo koristiti pri izvodu relacije, pomoću njih ćemo vršiti testiranje relacije. Izvor podataka
koje ćemo koristiti u izvodu relacije su opaţeni pojedini makroseizmički intenziteti preuzeti iz
Kataloga potresa koji su se dogodili u Hrvatskoj i susjednim područjima (Arhiv Geofizičkog
zavoda PMF-a, Zagreb).
Epicentralne udaljenosti postaja Δ na kojima su opaţeni intenziteti dobili smo pomoću
relacije za udaljenost dviju točaka na površini Zemlje poznate nam geografske koordinate:
Δ = arccos[sinφ1sinφ2 + cosφ1cosφ2 cos(λ1- λ2)]
φ1, φ2 – geografske širine, λ1, λ2 – geografske duţine epicentara potresa i postaja gdje su
opaţeni intenziteti odreĎenog stupnja
Ovako definirana relacija daje nam epicentralnu udaljenost u stupnjevima, pri čemu vrijedi da je
1º =111,18 km.
35
Odabran je skup od 18 potresa (tablica 3.1.) kao skup koji će nam opisivati prostornu
razdiobu intenziteta. Ţarišne dubine potresa kreću se u intervalu od 9,8 km do 20,8 km, a
magnitude su iz intervala 3,0 ≤ ML ≤ 5,0. Magnituda ML odnosi se na lokalnu magnitudu.
U tablici 3.1. navedeni su osnovni podaci za potrese korištene u izvodu relacije: datum,
hipocentralno vrijeme potresa, geografske koordinate epicentra, dubina ţarišta i magnituda.
Tablica 3.1. Podaci o potresima
a) Potresi korišteni za izvod relacije
Redni broj
Datum sat min sek φ (oN) λ (
oE)
Hipocentralna dubina (km)
M
1. 20.06.1974. 17 8 49 46,170 15,500 13,0 4,5
2. 16.02.1977. 19 34 11 45,972 16,173 15,1 4
3. 17.08.1980. 02 24 53,7 45,559 15,975 10,2 3,9
4. 27.12.1981. 13 25 34,1 46,359 16,807 15,8 3,6
5. 20.01.1985. 01 51 42,5 45,565 15,265 11,8 3,8
6. 12.06.1988. 04 17 57 46,264 16,575 13,1 3,65
7. 03.09.1990. 10 48 32,2 45,911 15,913 13,6 5
8. 20.01.1993. 05 3 41,6 45,608 15,342 14,2 3,15
9. 16.03.1993. 22 43 15,6 46,186 16,836 23,4 3,85
10. 29.05.1993. 08 43 11,1 45,549 15,289 13,8 4,55
11. 01.06.1993. 19 51 9,8 46,225 16,557 17,8 4,7
12. 24.06.1993. 01 14 9 46,191 16,651 20,8 3,85
13. 16.02.1995. 11 41 56,7 45,946 16,037 10,2 3,25
14. 10.09.1996. 05 9 26,8 45,416 16,271 11,6 4,5
15. 30.04.1997. 19 18 18,4 45,916 16,173 15,4 3,75
16. 02.06.1998. 18 2 56,8 46,116 17,109 15,2 4,1
17. 13.05.2003. 09 30 24,2 46,145 15,605 9,8 3,72
18. 28.10.2006. 13 55 29,8 45,734 15,651 15,0 4,11
b) Test potresi
Redni broj
Datum sat min sek φ (oN) λ (
oE)
Hipocentralna dubina (km)
M
1. 09.02.1983. 00 14 54,8 45,161 16,745 0,8 3,3
2. 17.04.1983. 20 17 53,2 45,806 15,652 11,9 3,13
3. 30.06.1983. 01 11 0 46,130 16,210 0 3,14
4. 18.03.1988. 16 59 24,8 45,566 15,533 12,4 3,1
5. 26.12.1988. 16 52 13,4 45,222 16,277 13,6 3,35
6. 28.12.1989. 20 50 7,6 46,000 15,506 10,3 3,55
7. 04.03.1991. 08 3 38,1 45,805 16,858 17,3 3,2
8. 21.09.1992. 20 47 48,7 46,506 16,324 12,6 3,45
9. 25.01.1994. 17 18 54,1 45,711 15,617 18,4 3
10. 07.08.1994. 08 22 55,7 45,512 15,946 10,1 3,9
11. 04.12.1994. 23 13 2,3 45,705 15,618 13,9 3,3
12. 15.01.1996. 10 29 2,7 45,861 16,256 14,3 3,2
36
U tablici 3.2. su za svaki potres pojedinačno dani podaci o broju opaţenih intenziteta
odreĎenog stupnja MCS ljestvice, te ukupni broj podataka po stupnjevima MCS ljestvice. Zbog
opisa intenziteta stupnja I, II i III koje je u praksi teško razlikovati, učinjene su neke promjene,
tako da su opaţeni intenziteti II stupnja pretvoreni u intenzitete stupnja III (Bakun i Wentworth,
1997.). Podaci koji se kod pojedinih potresa pojavljuju za istu lokaciju po nekoliko puta ali s
različitim opaţenim intenzitetima, nisu uzeti u obzir u izvodu relacije.
Tablica 3.2. Podaci o broju opaţenih intenziteta odreĎenog stupnja MCS ljestvice
a) Potresi korišteni za izvod relacije
Datum III III-
IV IV
IV-
V V
V-
VI VI
VI-
VII VII
VII-
VIII Ukupno
20.06.1974. 3 6 5 2 8 2 10 5 4 45
16.02.1977. 7 3 6 6 6 9 8 45
17.08.1980. 1 1 4 6 2 2 16
27.12.1981. 7 2 12 2 7 7 37
20.01.1985. 9 13 14 10 5 4 55
12.06.1988. 2 2 4 2 6 16
03.09.1990. 45 27 54 22 38 20 34 10 1 251
20.01.1993. 3 2 2 1 1 9
16.03.1993. 4 1 8 1 6 3 23
29.05.1993. 7 4 16 2 13 11 8 1 62
01.06.1993. 30 15 62 31 59 48 42 24 6 317
24.06.1993. 1 6 1 7 2 1 18
16.02.1995. 2 4 2 3 11
10.09.1996. 14 11 48 15 22 7 7 124
30.04.1997. 2 1 3 4 3 3 3 19
02.06.1998. 5 7 6 1 5 1 1 26
13.05.2003. 2 7 1 2 1 1 14
28.10.2006. 12 4 7 6 6 4 3 3 45
Ukupno 156 99 268 115 199 119 123 43 11 1133
37
b) Test potresi
Datum III III-
IV IV
IV-
V V
V-
VI VI
VI-
VII VII
VII-
VIII Ukupno
09.02.1983. 2 2 1 3 3 11
17.04.1983. 4 1 2 7
30.06.1983. 3 2 1 6
18.03.1988. 5 5 2 1 13
26.12.1988. 4 3 7
28.12.1989. 2 1 6 2 11
04.03.1991. 3 2 1 6
21.09.1992. 3 2 1 2 1 1 10
25.01.1994. 1 1 1 3
07.08.1994. 2 1 1 4
04.12.1994. 1 1 2 2 6
15.01.1996. 2 3 2 7
Ukupno 29 6 29 9 12 4 2 91
Potresi u tablici 3.2.a) odabrani su za izvod relacije zbog velikog broja podataka kojim se
raspolaţe. Dok smo test potrese odabrali da bi smo ispitali jesu li dobivene relacije pogodne i za
potrese koji raspolaţu s vrlo malim brojem podataka.
Krajnji skup podataka o opaţenim intenzitetima sadrţi 1133 podataka za grupu od 18
potresa i 91 podatka za grupu od 12 test potresa. Za izvod i provjeru relacije će se sveukupno
koristiti 1224 podataka o opaţenim intenzitetima.
38
4. Izvod relacije
Podaci o makroseizmičkom intenzitetu definirani su ţarištem, načinom širenja potresnih
valova do samog opaţača, te strukturom podzemlja i podrobnijom obradom potresnog područja.
Podrobnija obrada odreĎenog područja moţe podrazumijevati svojstva podzemlja, geologiju,
topografiju, dubinu rijeka ponornica, te tlo zasićeno vodom. Kod opaţenog intenziteta na nekom
području pojavljuju se različitosti u osjetljivosti ljudi i zgrada na pomake tla. U ovom poglavlju
bavit ću se izvodom relacije za odreĎivanje magnitude potresa ML, čiji se epicentri uglavnom
nalaze na sjeverozapadnom području Hrvatske s minimumom slobodnih parametara. Ta relacija
bi se primjenjivala na potrese čiji su opaţeni intenziteti prostorno razbacani ili su malobrojni, i
nemaju odreĎenu magnitudu.
Analizom podataka o pomacima tla lako se moţe zaključiti kako se intenzitet mijenja
ovisno o epicentralnoj udaljenosti, magnitudi potresa, geološkoj graĎi tla. Konstantno dolazi do
usavršavanja empirijskih relacija koje prikazuju tu povezanost, odnosno ovisnost intenziteta o
nizu gore navedenih parametara. Analize pokazuju da o epicentralnoj udaljenosti i fizikalnim
značajkama tla ovisi amplituda i trajanje jakih trešnji tla, a o njima ovise i oštećenja na
zgradama. Razlog našeg nastojanja da se odredi empirijska relacija pomoću koje ćemo odrediti
magnitudu potresa iz podataka o makroseizmičkom intenzitetu, proizlazi upravo iz ovisnosti
intenziteta trešnje tla o epicentralnoj udaljenosti i o geologiji područja pogoĎenog potresom.
Na slici 4.1. prikazana je ovisnost broja opaţenih makroseizmičkih intenziteta o
epicentralnoj udaljenosti.
39
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
0-25 26-50 51-75 76-100 101-125 126-150 151-175 176-200
Epicentralne udaljenosti
Bro
j p
od
ata
ka
Slika 4.1. Broj opaţenih intenziteta ovisno o epicentralnoj udaljenosti
Iz slike 4.1. moţemo uočiti, da za 18 odabranih potresa, većina podataka o opaţenim
intenzitetima se nalazi unutar intervala epicentralnih vrijednosti od 0 do 50 kilometara.
Nakon analize ovisnosti stupnja opaţenog intenziteta o epicentralnoj udaljenosti, dobili
samo raspodjelu koja pokazuje da intenzitet opada kako raste epicentralna udaljenost. Izračunata
je srednja vrijednost, medijan te standardna devijacija za svaki potres i za svaki stupanj
makroseizmičkog intenziteta, nakon što su isključeni podaci čija je epicentralna udaljenost veća
od ±2 standardne devijacije. Dobiveni rezultati za 8 reprezentativnih potresa s najviše podataka
prikazani su na slici 4.2.a-h, magnitude tih potresa su u intervalu od 3,6 ≤ ML ≤ 5,0. Na
grafovima (slika 4.2.a-h) se moţe vidjeti da su pojedini makroseizmički intenziteti primjećeni na
različitim epicentralnim udaljenostima (crni krugovi), takoĎer se moţe vidjeti i medijan
epicentralne udaljenosti (plavi trokuti) odreĎen iz tih podataka, te rezultantna medijalna
epicentralna udaljenost (crvena linija) koja je dobivena linearnom regresijom.
40
Slika 4.2. Ovisnost makroseizmičkog intenziteta o rezultantnoj medijalnoj epicentralnoj
udaljenosti
a) 27.12.1981. ( φ=46,359º N, λ=16,807º E ) ML=3,6
2
3
4
5
6
7
8
9
0 25 50 75 100 125 150
Epicentralna udaljenost (km)
Inte
nzit
et
(0M
CS
)
b) 13.05.2003. ( φ=46,145º N, λ=15,605º E ) ML=3,7
2
3
4
5
6
7
8
9
0 25 50 75 100 125 150
Epicentralna udaljenost (km)
Inte
nzit
et
(0M
CS
)
41
c) 20.01.1985. ( φ=45,565º N, λ=15,265º E ) ML=3,8
2
3
4
5
6
7
8
9
0 25 50 75 100 125 150
Epicentralna udaljenost (km)
Inte
nzit
et
(0M
CS
)
d) 28.10.2006. ( φ=45,734º N, λ=15,651º E ) ML=4,1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 25 50 75 100 125 150
Epicentralna udaljenost (km)
Inte
nzit
et
(0M
CS
)
42
e) 20.06.1974. ( φ=46,17º N, λ=15,5º E ) ML=4,5
2
3
4
5
6
7
8
9
0 25 50 75 100 125 150
Epicentralna udaljenost (km)
Inte
nzit
et
(0M
CS
)
f) 10.09.1996. ( φ=45,416º N, λ=16,271º E ) ML=4,5
2
3
4
5
6
7
8
9
0 25 50 75 100 125 150
Epicntralna udaljenost (km)
Inte
nzit
et
(0M
CS
)
43
g) 01.06.1993. ( φ=46,225º N, λ=16,557º E ) ML=4,7
2
3
4
5
6
7
8
9
0 25 50 75 100 125 150
Epicentralna udaljenost (km)
Inte
nzit
et
(0M
CS
)
h) 03.09.1990. ( φ=45,911º N, λ=15,913º E ) ML=5,0
2
3
4
5
6
7
8
9
0 25 50 75 100 125 150
Epicentralna udaljenost (km)
Inte
nzit
et
(0M
CS
)
44
Iz grafova moţemo uočiti da za pojedinu magnitudu makroseizmički intenzitet pokazuje
linearno opadanje s epicentralnom udaljenošću, stoga moţemo razmatrati funkcionalnu ovisnost
intenziteta o epicentralnoj udaljenosti i magnitudi oblika (Bakun i Wentworth, 1997.) :
I= c0 + c1ML +c2 (medianΔ) (4.1.)
Potrebno je takoĎer uzeti u obzir i nelinearnost za velike vrijednosti intenziteta i vrlo jake potrese
stoga ćemo razmatrati relaciju oblika:
I= c0 + c1ML +c2 log (medianΔ) (4.2.)
Nagib pravaca dobivenih linearnom regresijom (crveni pravac na slikama 4.2.) je manji kod
potresa koji imaju magnitudu ML ≥4,0 stoga ćemo koeficijente relacije zasebno odrediti za te
potrese, a potom za cijeli set potresa.
Vrijednosti koeficijenata c0, c1, c2 i pripadne rms vrijednosti koje su dobivene pri
odreĎivanju koeficijenata relacije prikazane su u tablici 4.1.
Tablica 4.1. Koeficijenti c0, c1, c2 s pripadnim standardnim devijacijama i rms
Koeficijenti c0, c1, c2 s pripadnim standardnim devijacijama i rms za relaciju 4.1.
ML ≥3,0 ML ≥4,0
c0 = 0,358 ± 0,635 c0 = 1,003 ± 1,311
c1 = 1,270 ± 0,161 c1 = 1,106 ± 0,296
c2 = - 0,041 ± 0,003 c2 = - 0,037 ± 0,004
rms = 0,719 rms = 0,734
Koeficijenti c0, c1, c2 s pripadnim standardnim devijacijama i rms za relaciju 4.2.
ML ≥3,0 ML ≥4,0
c0 = 2,371 ± 0,485 c0 = 2,912 ± 1,118
c1 = 1,382 ± 0,129 c1 = 1,247 ± 0,254
c2 = - 2,796 ± 0,170 c2 = - 2,746 ± 0,223
rms = 0,574 rms = 0,626
45
Relacije (4.1.) i (4.2.) za potrese magnitude ML ≥3,0 sada moţemo pisati u sljedećem obliku:
I = 0,358 + 1,270 ML - 0,041 (medianΔ) (4.3.)
I = 2,371 + 1,382 ML -2,796 log10 (medianΔ) (4.4.)
a za potrese magnitude ML ≥4,0 relacije (4.1.) i (4.2.) imaju ovaj oblik:
I = 1,003 + 1,106 ML - 0,037 (medianΔ) (4.5.)
I = 2,912 + 1,247 ML - 2,746 log10 (medianΔ) (4.6.)
Relacije (4.3. – 4.6.) su odreĎene na osnovu medijana epicentralne udaljenosti, te ćemo
pomoću tih relacija, za svaki opaţeni makroseizmički intenzitet, odrediti magnitudu ML.
Definiramo novu veličinu Mi(j)
koja će predstavljati srednju vrijednost svih izračunatih
magnituda ML za opaţeni intenzitet Ii na odreĎenoj epicentralnoj udaljenosti Δi pomoću relacije j
( j =1,2,3,4 a odnosi se na relacije 4.3., 4.4., 4.5. i 4.6.). Stoga pišemo:
Mi(1)
= [ Ii - 0,358 + 0,041 Δi] / 1,270 (4.7.)
Mi(2)
= [ Ii - 2,371 + 2,796 log (Δi)] / 1,382 (4.8.)
Mi(3)
= [ Ii – 1,003 + 0,037 Δi] / 1,106 (4.9.)
Mi(4)
= [ Ii - 2,912 + 2,746 log (Δi)] / 1,247 (4.10.)
Rezultantnu magnitudu za svaku relaciju (4.7., 4.8., 4.9. i 4.10.) definirat ćemo kao srednju
vrijednost svih magnituda koje smo dobili iz predhodnih relacija:
MI(1)
= ( Mi(1)
) (4.11.)
MI(2)
= ( Mi(2)
) (4.12.)
MI(3)
= ( Mi(3)
) (4.13.)
MI(3)
= ( Mi(3)
) (4.14.)
46
Veličina ( MI(j)
) predstavlja srednju vrijednost magnituda koje su dobivene pomoću relacije j.
Empirijska procjena magnituda izvršena je uporabom 4 relacija (4.7.- 4.10.) za 18
odabranih potresa, u tablici 4.3. su prikazane izračunate vrijednosti rezultantnih magnituda MI(1)
-
MI(4)
. U tablici 4.3. prikazane su i srednje vrijednosti razlika izmeĎu magnituda ML iz Kataloga
potresa i izračunatih magnituda MI(j)
pomoću relacije j [ML – MI(j)
], te pripadne rms vrijednosti
odvojeno za sve potrese i posebno za potrese magnituda ML ≥ 4,0.
Tablica 4.3. Empirijska procjena magnituda potresa na temelju opaţenog intenziteta
Datum potresa ML MI(1)
MI(2)
MI(3)
MI(4)
20.06.1974. 4,5 4,78 4,88 4,79 4,92
16.02.1977. 4,0 3,85 3,83 3,79 3,77
17.08.1980. 3,9 3,81 3,95 3,72 3,9
27.12.1981. 3,6 3,73 3,75 3,63 3,68
20.01.1985. 3,8 3,58 3,79 3,45 3,72
12.06.1988. 3,65 3,63 3,51 3,54 3,41
03.09.1990. 5,0 4,67 4,6 4,61 4,61
20.01.1993. 3,15 3,06 3,06 2,89 2,92
16.03.1993. 3,85 3,71 3,74 3,62 3,67
29.05.1993. 4,55 4,23 4,37 4,2 4,35
01.06.1993. 4,7 4,77 4,77 4,75 4,79
24.06.1993. 3,85 3,79 3,8 3,72 3,74
16.02.1995. 3,25 3,25 2,93 3,13 2,78
10.09.1996. 4,5 4,9 4,76 4,83 4,78
30.04.1997. 3,75 3,87 3,77 3,81 3,71
02.06.1998. 4,1 4,76 4,44 4,67 4,43
13.05.2003. 3,72 3,51 3,47 3,41 3,37
28.10.2006. 4,11 3,72 3,65 3,62 3,57
[ML – MI(j)
], M ≥ 3,0 0,020 0,051 0,100 0,103
rms [ML – MI(j)
], M ≥ 3,0 0,261 0,235 0,288 0,281
[ML – MI(j)
], M ≥ 4,0 -0,027 0,020 0,025 0,030
rms [ML – MI(j)
], M ≥ 4,0 0,365 0,309 0,367 0,337
Iz tablice 4.3. se moţe uočiti da je za sve potrese srednjak odstupanja empirijske
magnitude MI(j)
od stvarne magnitude ML najmanji za magnitudu MI(1)
, dok je vrijednost rms za
sve potrese najmanja za magnitudu MI(2)
. Za potrese magnitude M ≥ 4,0 srednjak odstupanja
47
empirijske magnitude MI(j)
od stvarne magnitude ML najmanji za magnitudu MI(2)
, a rms
vrijednost ima najbolje rezultate za magnitudu MI(2)
.
48
5. Primjena izvedenih relacija i rasprava rezultata
Analizom podataka iz tablice 4.3. za empirijsku procjenu magnitude potresa na temelju
opaţenog intenziteta, zaključili smo da relacije (4.11.- 4.16.) mogu dobro procjeniti magnitudu
nekog potresa. Na slikama 5.1. a-d prikazan je odnos izmeĎu lokalne magnitude ML i magnituda
dobivenih empirijskom procjenom MI(1)
- MI(4)
. U grafu (slika 5.1.) crveni pravac dobiven je
linearnom regresijom, a zelene linije predstavljaju područje standardne devijacije (±1σ). U
grafičkom prikazu odnosa procijenjene i lokalne magnitude, moţemo vidjeti da su vrijednosti
procijenjene magnitude unutar intervala ±1σ. TakoĎer moţemo uočiti da je rasap potresa manjih
magnituda manji nego što je slučaj kod potresa većih magnituda.
Slika 5.1. a) Odnos izmeĎu procijenjene magnitude MI(1)
i lokalne magnitude ML
b) Odnos izmeĎu procijenjene magnitude MI(2)
i lokalne magnitude ML
49
c) Odnos izmeĎu procijenjene magnitude MI(3)
i lokalne magnitude ML
d) Odnos izmeĎu procijenjene magnitude MI(4)
i lokalne magnitude ML
50
5.1. Primjena izvedenih relacija na potrese s područja sjeverozapadne Hrvatske
Dobivene relacije (4.7.- 4.10.) sada ćemo primjeniti na niz od 12 test potresa (tablica 5.1.).
Ovi test potresi imaju epicentre na području sjeverozapadne Hrvatske, a karakteristika im je
malobrojnost podataka. Empirijska procjena magnituda izvršena je za sve test potrese. U tablici
5.1. su prikazane izračunate magnitude MI(1)
- MI(4)
.
Tablica 5.1. Empirijska procjena magnituda na temelju opaţenog intenziteta za test potrese
Datum potresa ML MI(1)
MI(2)
MI(3)
MI(4)
09.02.1983. 3,3 3,67 3,78 3,55 3,7
17.04.1983. 3,13 3,04 2,63 2,83 2,45
30.06.1983. 3,14 2,51 2,38 2,27 2,17
18.03.1988. 3,1 3,01 3,11 2,83 2,97
26.12.1988. 3,35 2,86 3,0 2,65 2,85
28.12.1989. 3,55 3,5 3,79 3,37 3,71
04.03.1991. 3,2 3,18 3,34 3,0 3,22
21.09.1992. 3,45 3,61 3,46 3,5 3,36
25.01.1994. 3 3,52 2,27 3,45 2,07
07.08.1994. 3,9 4,08 4,07 4,05 4,03
04.12.1994. 3,3 3,79 3,3 3,73 3,19
15.01.1996. 3,2 3,29 3,34 3,13 3,22
[ML – MI(j)
], M -0,037 0,096 0,105 0,223
rms [ML – MI(j)
], M 0,338 0,391 0,404 0,479
Za odabrani niz test potresa, u tablici 5.1. u poslijednja 2 reda prikazana je srednja
vrijednost za razlike izmeĎu lokalne magnitude ML i procijenjene magnitude MI(j)
, te pripadna
rms vrijednost. Magnitude test potresa nalaze se u intervalu 3,0 ≤ ML ≤ 3,9. Iz tablice 5.1.
moţemo uočiti da je najmanja srednja vrijednost razlika lokalne i procijenjene magnitude za
magnitudu MI(1)
, takoĎer je i rms vrijednost najmanja za magnitudu MI(1)
. Na slikama 5.1. a-d
prikazan je odnos izmeĎu lokalne magnitude ML i magnituda dobivenih empirijskom procjenom
MI(1)
- MI(4)
.
51
Slika 5.2. a) Odnos izmeĎu procijenjene magnitude MI(1)
i lokalne magnitude ML
b) Odnos izmeĎu procijenjene magnitude MI(2)
i lokalne magnitude ML
52
c) Odnos izmeĎu procijenjene magnitude MI(3)
i lokalne magnitude ML
d) Odnos izmeĎu procijenjene magnitude MI(4)
i lokalne magnitude ML
Iako je na slikama 5.2. uočljivo odstupanje, moţemo reći da se pomoću relacija (4.7.-
4.10.) moţe dobro procijeniti magnituda test potresa. Najbolju procjenu dobili smo za
procijenjenu magnitudu MI(1)
pomoću relacije (4.7.). Za tu relaciju stoga moţemo reći da najbolje
i najvjerodostojnije opisuje ovisnost magnitude potresa o intenzitetu i epicentralnoj udaljenosti.
U slijedećem odlomku uzet ćemo u obzir utjecaj stanične korekcije na rezultate, tj. vidjet ćemo
kakav utjecaj ima podloga tla na rezultate.
53
5.2. Utjecaj stanične korekcije
Podaci opaţenog makroseizmičkog intenziteta sadrţe amplifikacijski član, a posljedica
koju taj član uzrokuje je povećanje opaţenog intenziteta. On se pojavljuje zbog različitosti u
podzemlju. Zato je potrebno odrediti staničnu korekciju δ(j)
za sve opaţene intenzitete na svim
zabiljeţenim lokacijama. Staničnu korekciju definiramo kao srednjak razlike izmeĎu opaţenog
intenziteta I i procjenjenog intenziteta Ir kojeg smo izračunali pomoću relacije j. Stanična
korekcija dana je slijedećim izrazom :
Stanična korekcija se zatim oduzima od opaţenog makroseizmičkog intenziteta, i takav
se dobiveni intenzitet uvrštava u relacije (4.7.- 4.10.) pomoću kojih ponovno procjenjujemo
magnitudu. Ako uzimanjem u obzir stanične korekcije doĎe do smanjenja intenziteta s IVº na
IIIº MCS, tada isto to moţemo očekivati i za intenzitete viših stupnjeva, odnosno smanjenje s
VIIIº na VIIº MCS. Upotreba stanične korekcije na opaţene intenzitete pretpostavlja linearnost
ljestvice intenziteta.
Nakon primjene stanične korekcije na intenzitete ponovno je procjenjena magnituda na
skup od 18 potresa i na skup od 12 test potresa. Rezultati ponovne procjene magnituda
upotrebom stanične korekcije za set od 18 potresa prikazani su u tablici 5.2., dok su rezultati za
set od 12 test potresa prikazani u tablici 5.3.
54
Tablica 5.2. Empirijska procjena magnituda potresa na temelju opaţenog intenziteta
primjenom stanične korekcije
Datum potresa ML MI(1)
MI(2)
MI(3)
MI(4)
20.06.1974. 4,5 4,54 4,49 4,56 4,49
16.02.1977. 4,0 4,1 4,0 4,12 4,0
17.08.1980. 3,9 3,98 3,93 4,0 3,94
27.12.1981. 3,6 3,63 3,5 3,63 3,49
20.01.1985. 3,8 3,71 3,68 3,68 3,67
12.06.1988. 3,65 3,73 3,43 3,75 3,41
03.09.1990. 5,0 4,93 4,94 4,87 4,92
20.01.1993. 3,15 2,9 3,0 2,87 2,98
16.03.1993. 3,85 3,73 3,66 3,73 3,64
29.05.1993. 4,55 4,49 4,53 4,47 4,53
01.06.1993. 4,7 4,63 4,69 4,62 4,68
24.06.1993. 3,85 3,99 3,92 4,01 3,93
16.02.1995. 3,25 3,31 3,3 3,32 3,3
10.09.1996. 4,5 4,53 4,51 4,51 4,51
30.04.1997. 3,75 3,94 3,89 3,96 3,91
02.06.1998. 4,1 4,19 4,01 4,16 4,0
13.05.2003. 3,72 3,45 3,53 3,41 3,51
28.10.2006. 4,11 3,99 4,03 3,94 4,02
[ML – MI(j)
], M≥ 3,0 0,012 0,052 0,020 0,058
rms [ML – MI(j)
], M≥ 3,0 0,124 0,109 0,145 0,121
[ML – MI(j)
], M≥ 4,0 0,007 0,032 0,026 0,038
rms [ML – MI(j)
], M≥ 4,0 0,097 0,178 0,169 0,195
55
Tablica 5.3. Empirijska procjena magnituda test potresa na temelju opaţenog intenziteta
primjenom stanične korekcije
Datum potresa ML MI(1)
MI(2)
MI(3)
MI(4)
09.02.1983. 3,3 3,33 3,21 3,34 3,2
17.04.1983. 3,13 2,94 2,82 2,92 2,79
30.06.1983. 3,14 3,08 2,98 3,07 2,96
18.03.1988. 3,1 2,97 2,95 2,95 2,93
26.12.1988. 3,35 3,35 3,4 3,34 3,41
28.12.1989. 3,55 3,65 3,64 3,66 3,65
04.03.1991. 3,2 3,03 3,03 2,99 3,01
21.09.1992. 3,45 3,39 3,56 3,37 3,56
25.01.1994. 3 3,0 2,99 3,0 2,99
07.08.1994. 3,9 3,73 3,75 3,7 3,74
04.12.1994. 3,3 3,42 3,16 3,45 3,15
15.01.1996. 3,2 3,17 3,11 3,17 3,1
[ML – MI(j)
], M 0,047 0,085 0,055 0,094
rms [ML – MI(j)
], M 0,110 0,145 0,129 0,160
Iz tablica 5.2. i 5.3. je učljivo da primjenom stanične korekcije rms vrijednosti su se
smanjile u odnosu na rms vrijednosti iz tablica 4.3. i 5.1. što je bilo i za očekivati. Moţemo uočiti
da su se takoĎer i vrijednosti srednjaka razlike magnituda ML (iz Kataloga potresa) i procjenjenih
magnituda MI(j)
iz relacije [ML – MI(j)
] smanjile. Iznimka je jedino srednjak razlike magnituda
MI(2)
iz tablice 5.2. koji se povećao s 0,051 na 0,052.
Na osnovu ovih rezultata moţemo zaključiti da primjenom stanične korekcije izvedene
relacije za procjenu magnitude daju bolju ovisnosti magnitude potresa o epicentralnoj udaljenosti
i o opaţenom intenzitetu.
56
6. Zakljuĉak
U ovom radu bavili smo se odreĎivanjem magnitude potresa na osnovi makroseizmičkog
intenziteta za područje sjeverozapadne Hrvatske, a koje se odlikuje izrazitom seizmičkom
aktivnošću.
Podaci o potresima kojima se raspolaţe za područje cijele Hrvatske seţu još iz 361.
godine kada se dogodio prvi najjači potres intenziteta Xº MCS. Do danas zabiljeţen je još samo
jedan potres tog intenziteta, koji se dogodio 6. travnja 1667.godine u kojemu je stradao
Dubrovnik. Hrvatska je područje kojega karakterizira pojava velikog broja potresa slabe do
umjerene jakosti. Zbog te velike seizmičke aktivnosti potrebno je kontinuirano praćenje i
proučavanje te detaljna analiza potresa, kako bi se dobiveni podaci mogli koristiti i u drugim
područjima geoznanosti, graditeljstvu te zaštiti ljudskih ţivota i imovine. Podaci su bitni zbog
mogućnosti prognoziranja potresa, odnosno predviĎanja potresa na nekoj lokaciji s odreĎenom
vjerojatnošću, pa se tako koriste i u zaštiti protiv potresa. Zaštita protiv potresa podrazumijeva
uključivanje seizmoloških parametara u planiranje, projektiranje i gradnju zgrada, te
poduzimanje drugih preventivnih mjera u nastojanju da se posljedice budućih potresa svedu na
minimum.
Za analiziranje seizmičnosti koristi se katalog potresa s područja Hrvatske i susjednih
zemalja. Potresi u katalogu definirani su slijedećim podacima: datum (godina, mjesec, dan),
hipocentralno vrijeme (sat, minuta, sekunda), geografske koordinate (ºN, ºE), dubina ţarišta
(kilometar), magnituda potresa, granice pouzdanosti lokacije (izraţena u kilometrima), te broj
podataka pomoću kojih je odreĎen hipocentar. Ako se dogodi potres kojemu nije iz nekog
razloga odreĎena magnituda, ona se oĎreĎuje empirijskom relacijom na osnovi poznatog nam
makroseizmičkog intenziteta.
Uz pomoć podataka o makroseizmičkom intenzitetu prikupljenih s područja
sjeverozapadne Hrvatske izvedene su relacije za procjenu magnitude potresa. Podatke koje smo
koristili za izvod relacije čine geografske koordinate epicentra i postaja na kojima su opaţeni
makroseizmički intenziteti (I), te lokalne magnitude (ML). Geografske koordinate epicentra i
postaja upotrijebili samo za izračunavanje epicentralnih udaljenosti (Δ) opaţenih intenziteta.
Napravljena je i statistička analiza ovisnosti opaţenog intenziteta o epicentralnoj udaljenosti za
svaki stupanj intenziteta. Analiza je pokazala linearnu ovisnost opadanja intenziteta s porastom
epicentralne udaljenosti. To nam je dalo osnovu za daljnje izvoĎenje relacija za procjenu
intenziteta pomoću poznate magnitude i epicentralne udaljenosti. Na temelju tih relacija došli
smo do empirijskih relacija za procjenu magnitude potresa pomoću makroseizmičkog intenziteta.
57
Dobiveni rezultati doveli su nas do zaključka da za odreĎivanje magnitude potresa M kod
potresa za koje imamo velik broj podataka o opaţenim intenzitetima najbolje rezultate daje
logaritamska relacija:
M = [ I - 2,371 + 2,796 log (Δ)] / 1,382
Zbog različitosti u podzemlju provjerili smo i utjecaj stanične korekcije na opaţene
intenzitete. Relacijama koje su uzimale u obzir staničnu korekciju dobili smo bolje podudaranje
lokalnih magnituda izračunatih na osnovi zapisa seizmografa i procjenjenih na osnovi opaţenih
intenziteta. Najbolje rezultate daje linearna relacija slijedećeg oblika:
M = [ I - 0,358 + 0,041 Δ] / 1,270
Stoga moţemo zaključiti da se za odreĎivanje magnitude potresa koji su se dogodili na
području sjeverozapadne Hrvatske moţe upotrebljavati gornja relacija za M.
U ovom radu relacije koje su izvedene mogu se upotrebljavati za procjenu nepoznate
magnitude potresa samo ako su nam poznati makroseizmički intenziteti. To je slučaj za sve
potrese koji su se dogodili prije instrumentalnog biljeţenja pomaka tla (do početka 20. stoljeća),
te tako i te podatke moţemo uključiti u procjenu seizmičnosti odreĎenog područja.
58
Literatura:
1. Bakun, W. H., Wentworth, C. M. (1997): Estimating Earthquake Location and Magnitude
from Seismic Intensity Data, Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 87,
No.6, pp.1502-1521
2. Cvijanović, D. (1980): Seizmičnost područja SR Hrvatske. Disertacija, Sveučilište u
Zagrebu, Zagreb, 60 str.
3. Čaušević, M. (2001): Potresno inţenjerstvo (odabrana poglavlja), Školska knjiga, Zagreb
4. Herak, M., Jamičić, D., Šimunić, A. and J. Bukovac (1990): The northern boundary of the
Dinarides. Acta geologica, 20, 5-27.
5. Kasumović, M. (1971): Opća i primijenjena geofizika s osnovama sferne astronomije, I.
dio. Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb
6. Kišpatić, M. (1891): Earthquakes in Croatia. Rad Jugoslavenske akademije znanosti i
umjetnosti, CVII, Zagreb.
7. Kišpatić, M. (1891): Earthquakes in Croatia. Rad Jugoslavenske akademije znanosti i
umjetnosti, CIX, Zagreb.
8. Kišpatić, M. (1891): Earthquakes in Croatia. Rad Jugoslavenske akademije znanosti i
umjetnosti, CXXII, Zagreb.
9. Markušić, S. (1999): Determinističko seizmičko zoniranje Hrvatske postupkom računanja
seizmičkih seizmograma. Disertacija, Sveučilište u Zagrebu, PMF, Zagreb, 149 str.
10. Markušić, S., Herak, M. (1999): Seismic Zoning of Croatia. Natural Hazards, 18, 269-
285.
11. Skoko, D., Mokrović, J. (1998): Andrija Mohorovičić, Drţavni hidrometeorološki zavod,
Zagreb, Školska knjiga, Zagreb
12. Šikić, D. (1976): Deep fault and structures of the western part of Dinarides. Geološki
vjesnik, 29, 181-190.
URL 1: Tektonika ploča
http://hr.wikipedia.org/wiki/Tektonika_ploča
URL 2: What is Seismology and What Are Seismic Waves?
http:// www.geo.mtu.edu/UPSeis/waves.html
URL 3: C.F. Richter i G. Mercalli
http://www.pasqualerobustini.com/index.php?option=com_content&view=article&id
=26&Itemid=33
59
Ţivotopis
RoĎena sam 16. lipnja 1984. godine u Osijeku. Ţivim u Osijeku u obiteljskoj kući zajedno s
roditeljima.
U lipnju 1999. godine završavam OŠ „Retfala“ u Osijeku i krećem u Prirodoslovno-matematičku
gimnaziju u Osijeku. Po završetku srednje škole, 2003. godine, upisujem preddiplomski studij
Fizike i tehničke kulture s informatikom na Odjelu za fiziku u Osijeku. U listopadu 2008. godine
upisujem apsolventsku godinu na istom fakultetu.
Od stranih jezika sluţim se engleskim jezikom, u pismu i u govoru, te imam vozačku dozvolu B
kategorije.