भूकंप होण्यामागची कारणे (What causes Earthquakes?)

भूकंप मार्गदर्शक सूचना क्र. १

पृथ्वी आणि तिचे अंतरंग :

अनेक लक्ष शतकांपूर्वी पृथ्वी हा विविध तप्त द्रव्यांचा एक गोळा होता. कालांतराने हळूहळू पृथ्वी जसजशी थंड होत गेली तसतसे जड आणि अधिक घनता असलेले पदार्थ तिच्या केंद्रभागात, तर तुलनेने हलके आणि कमी घनतेचे पदार्थ पृष्ठभागाजवळ जमा झाले. पृथ्वीच्या अंतरंगाचे प्रामुख्याने चार भाग पडतात. अंतर्गाभा (त्रिज्या ∼ १,२९० किमी.) बाह्यगाभा (जाडी ∼ २,२०० किमी.), प्रावरण (जाडी ∼ २,९०० किमी.) आणि भूकवच (जाडी ∼ ५ ते ४० किमी.). आकृती १ मध्ये हे चार भाग दर्शविण्यात आले आहेत. त्यांपैकी अंतर्गाभा हा

घनस्वरूपात असून त्यात प्रामुख्याने निकेल आणि लोखंड इ. जड धातुंचा समावेश होतो. तर पृष्ठभागात मुख्यत: बेसॉल्ट आणि ग्रॅनाईट यांसारख्या खडकांसह इतर हलक्या धातूंचा समावेश होतो. बाह्यगाभा हा द्रव स्वरूपात असून तो प्रवाही आहे. पृथ्वीच्या अंतरंगातील तापमान ∼ २,५००० से. असून, दाब ∼ ४० लक्ष वातावरणीय दाब आणि घनता साधरणत: १३.५ ग्रॅम दर घसेंमी. इतकी आहे; याउलट पृष्ठभागावरील तापमान ∼ २५ से., दाब १ वातावरणीय दाब आणि घनता १.५ ग्रॅम/घसेंमी. इतकी आहे.

अभिसरण : ज्याप्रमाणे भांड्यातील पाण्याला उष्णता दिल्यास त्यात प्रापण प्रवाह (Convection Currents) निर्माण होतात. त्याच पद्धतीने पृथ्वीचा पृष्ठभाग आणि अंतर्गाभा या दोहोंमधील उच्च तापमान आणि दाबातील फरकांमुळे आकृती २ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे पृथ्वीच्या प्रावरणामध्ये प्रापण प्रवाहांची निर्मिती होते. पृथ्वीच्या अंतर्भागातील खडकांमध्ये अनेक किरणोत्सर्गी मूलद्रव्यांचा समावेश आहे. या मूलद्रव्यांच्या सातत्याने किरणोत्सर्गी ऱ्हास होण्याच्या प्रक्रियेमुळे प्रचंड मोठ्या प्रमाणावर उष्णता निर्माण होते, जी प्रापण प्रक्रियेला कारणीभूत ठरते या प्रापण प्रवाहांमुळे पृथ्वीच्या अंतर्भागातील द्रव्यांचे अभिसरण

**आ. २. प्रावरणामधील स्थानिक प्रापण प्रवाह**

(Circulation) होऊन त्यातील उष्ण लाव्हारस बाहेर येऊ लागतो आणि तुलनेने थंड असलेला घनखडक पृथ्वीच्या अंतर्भागाकडे ओढला जाऊ लागतो. अशा पद्धतीने पृथ्वीच्या अंतर्भागात ओढला गेलेला खडकाचा घनभाग आतील प्रचंड उष्णता व दाब यांच्यामुळे प्रावरणाचा एक भाग बनून राहतो आणि अशाच प्रकारच्या प्रक्रियेमुळे पुढे केव्हातरी दुसऱ्या ठिकाणाहून बाहेर येण्याचा प्रयत्न करतो. पृथ्वीच्या पृष्ठभागाखाली विविध ठिकाणी असे अनेक स्थानिक प्रवाह सतत निर्माण होत असतात आणि ते पृष्ठभागालगत विविध दिशांना हालचाल करीत असतात.

भूपट्टीय विवर्तनिकी (Plate Tectonics) : प्रावरणामध्ये निर्माण झालेल्या प्रापण प्रवाहांमुळे पृथ्वीचा पृष्ठभाग तसेच प्रावरणाचा काही भाग अतिशय तप्त अशा बाह्य गाभ्यावरून घसरतात. घसरण्याची ही प्रक्रिया तुकड्या तुकड्यांमध्ये घडते. या तरंगत्या तुकड्यांना भूपट्टीय खंड किंवा टेक्टॉनिक प्लेट्स असे म्हटले जाते. पृथ्वीचा संपूर्ण पृष्ठभाग हा सात प्रमुख मोठे भूपट्टीय खंड आणि इतर अनेक लहान भूखंडापासून तयार झाला आहे (आकृती ३).

**आ. ३. पृथ्वीच्या पृष्ठ भागावरील प्रमुख विवर्तनिकी**

हे मोठे भूपट्ट आणि तुलनेने लहान भूखंड सातत्याने त्यांच्या संलग्न भूखंडांच्या तुलनेत वेगवेगळ्या दिशांना वेगवेगळ्या वेगाने हालचाल करीत असतात. यादरम्यान कधीकधी एक भूपट्ट संथवेगाने पुढे सरकत असतो. त्यावेळी मागाहून येणारा भूखंड वेगाने येऊन त्यावर धडकतो (तेव्हा पर्वतांची निर्मिती होते) आणि ते दोन्ही भूखंड अनेक मीटर / किलोमीटर उंच वर ढकलले जातात. दुसरीकडे, कधीकधी दोन भूपट्ट एकमेकांच्या विरुद्ध दिशांना हालचाल करतात तेव्हा जमिनीमध्ये खोल तडे (Rifts) निर्माण होतात. काही वेळा, दोन भूपट्ट एकमेकांसोबत एकाच दिशेने किंवा विरुद्ध दिशेला देखील हालचाल करतात. भूपट्टांच्या किंवा भूखंडाच्या या तीन प्रकारच्या आंतरभूखंडीय हालचालींना अनुक्रमे अभिसारी (Convergent) सीमारेषा, अपसारी (Divergent) सीमारेषा आणि रूपांतरित (Transform) सीमारेषा (आकृती ४) असे संबोधले जाते.

**आ. ४. आंतरभूपट्टीय सीमारेषांचे प्रकार**

यांपैकी अभिसारी सीमारेषेचे वैशिष्ट्य म्हणजे एकमेकांवर आदळणारा एकही भूखंड स्वत:ला खाली खचू देत नाही (उदा., हिमालय पर्वताप्रमाणे). या दोन भूखंडांच्या सीमारेषांच्या हालचालींचा वेग परस्परांच्या तुलनेत पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील वेगापेक्षा भिन्न असतो. हा वेग सरासरी काही सेंमी. पासून काही दशक सेंमी. इतका असू शकतो.

भूकंप : खडक हे लवचिक पदार्थांपासून तयार होतात. त्यामुळे पृथ्वीच्या अंतरंगात भूखंडांच्या प्रचंड प्रमाणावर झालेल्या हालचालींमुळे खडकांमध्ये तणाव निर्माण होऊन त्यात लवचिक परंतु तणावपूर्ण ऊर्जा साठवली जाते. या खडकांमधील द्रव्येदेखील ठिसूळ किंवा हलक्या स्वरूपाची असतात. त्यामुळे, जेव्हा पृथ्वीच्या कवचातील कमकुवत भागालगतचे खडक त्यांच्या अंतिम सामर्थ्यशक्तीपर्यंत पोहोचतात. तेव्हा तिथे एक आकस्मिक हालचाल होते; प्रस्तरभंगाच्या (खडकांतर्गत भूगर्भीय प्रक्रियेतील तड्याचा भाग) दोन विरुद्ध बाजूंदरम्यान आकस्मिकपणे घसरण निर्माण होते आणि खडकांच्या अंतर्भागामध्ये साठून राहिलेली तणावपूर्ण ऊर्जा (Strain energy) मोठ्या प्रमाणावर मुक्त होते (आकृती ५). उदा. भारतातील गुजरात येथील २००१ मध्ये झालेल्या भूजच्या भूकंपात उत्सर्जित झालेली ऊर्जा ही १९४५ मध्ये जपानमधील हिरोशिमा शहरावर टाकण्यात आलेल्या अणुबॉम्बच्या सुमारे ४०० पट (किंवा) अधिक होती.

**आ. ५. प्रत्यास्थ विकृती निर्मिती आणि ठिसूळ भ्रंश**

प्रस्तरभंगाजवळ अचानक झालेल्या या भूगर्भीय घसरण्याच्या प्रक्रियेमुळे भूकंप म्हणजेच धरणीकंप होतो. भूकंपादरम्यानच्या तीव्र भूगर्भांतर्गत हालचालींमुळे मोठ्या प्रमाणावर तणावपूर्ण ऊर्जा मुक्त होऊन बाहेर पडते आणि पृथ्वीच्या अंतर्गत तसेच पृष्ठभागालगत भूकंप लहरींच्या स्वरूपात पसरते. तसेच, हा एक भूकंप होऊन गेल्यानंतर पुन्हा खडकांच्या नवनिर्मित सीमारेषेंवर तणाव स्वरूपात ऊर्जा निर्माण होण्याची प्रक्रिया सुरू होते (आकृती ६).

या प्रक्रियेला भूशास्त्रज्ञ “प्रत्यास्थ प्रतिघात सिद्धान्त” किंवा इंग्रजीमध्ये “Elastic Rebound Theory” असे म्हणतात. प्रस्तरभंग प्रक्रियेमध्ये समाविष्ट असणारे भूभाग त्रिमितीय घन आकाराचे आणि अनेक दशक किमी. लांबीचे असू शकतात.

भूकंप आणि प्रस्तरभंगाचे प्रकार : जगभरात होणारे भूकंप प्रामुख्याने चार प्रकारात विभागले जातात. जे भूकंप भूखंडांच्या सीमारेषेलगत होतात त्यांना आंतरभूपट्टीय भूकंप (Inter-plate Earthquake) असे म्हणतात. उदा. भारतातील आसाम येथे १८९७ मध्ये झालेला भूकंप. जे भूकंप भूपट्टांच्या अंतर्गतच परंतु भूपट्टांच्या सीमारेषेपासून दूर अंतरावर होतात त्यांना भूपट्टांतर्गत भूकंप (Intra-plate Earthquake) असे म्हणतात. या दोन्ही प्रकारच्या भूकंपांमध्ये भूगर्भीय हालचाल भूपट्टांच्या ऊर्ध्व आणि क्षितीज अशा दोन्ही दिशांमध्ये घडून येते त्याला नतिभ्रंश (Dip Slip) म्हणतात. तसेच पार्श्वीय दिशेने ही हालचाल झाल्यास त्याला नतिलंब भ्रंश (Strike Slip) (आकृती ७), असे संबोधले जाते.