భూకంపాలు ఏ విధంగా సంభవిస్తాయి? ఎక్కడ సంభవిస్తాయి? మన దేశంలో భూకంపాలు సంభవించే ప్రాంతాలు ఏమిటి?

భూమి ఆవిర్భావం:

కొన్ని విపత్కర పరిస్థితుల వల్లనో లేక పరిణామ పరిస్థితుల వల్లనో జరిగిన సంఘటనల ద్వారా సూర్యుడు, మరియు ఇతర గ్రహాలు ఏర్పడ్డాయి. ఇదంతా విశ్వంలో ఉన్న నక్షత్ర ధూళి, గురుత్వాకర్షణ ద్వారా దగ్గరికి చేరి గుండ్రంగా తిరుగుతూ, క్రమంగా పెద్దవిగా అయ్యి గ్రహాలుగా రూపాంతరంచెందాయి.

ఈ విధంగా భూమి ఏర్పడి ఇప్పటికి 4.5 బిలియన్ సంవత్సరాలయింది. మొదట్లో భూమి ఒక మండుతున్న అగ్ని గోళంలా ఉండేది. భూమి మొత్తం శిలా ద్రవంతో నిండి, ఎక్కడ చూసినా పేలుళ్ళు, ఎగసి పడే వాయువులు, విపరీతమయిన వేడిమితో ఎంతో ప్రతికూలంగా ఉండేది. కొన్ని చర్యల వల్ల ఈ వాతావరణం క్రమంగా చల్లబడుతూ భూమి యొక్క పైపొర(Crust) గట్టిపడి 2.5 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం ఒకింత స్థిరమైన భూభాగం ఏర్పడింది.

Crust గట్టిపడినా, లోపల వేడిమి అలానే ఉండిపోవడంచేత భూమి లోపలి పొరలు శిలాద్రవంలానే మిగిలిపోయాయి. భూమి లోపలికెళ్లేకొద్దీ ప్రతీ కిలోమీటరుకు సుమారు 25-29 డిగ్రీల సెల్సియస్ ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది.

ఒకసారి భూమి అంతర్నిర్మాణాన్ని పరిశీలిస్తే ప్రస్తుతం మనం ఉన్న Crust అనబడే భూమి పైపొర ఘన రూపంలో, దాని కింద Upper Mantle పాక్షిక ఘన రూపంలో, Lower mantle, Outer core ద్రవ రూపంలో, Inner core ఘన రూపంలో ఉంటుంది.

(భూమి లోపల అంత వేడిమి ఉన్నా Inner Core ఘన రూపంలోనే ఎందుకు ఉంది అంటే, అక్కడ ఉండే విపరీతమైన ఒత్తిడి, పదార్ధపు ద్రవీభవన స్థానాన్ని (Melting Point) పెంచడం వలన Inner core మాత్రం ఘన రూపంలో ఉంటుంది.)

భూ ఉపరితలం నుండి 100–200 కిలోమీటర్ల వరకూ లోతున్న భూభాగం (Crust+Upper mantle) ఘన రూపంలో ఉంటుంది. దీన్ని Lithosphere అంటారు. ఈ lithosphere కింది నుండి Aesthenosphere అనే మరొక పొర ప్రారంభమవుతుంది. దీని పదార్ధ ధర్మాల దృష్ట్యా ఇది జారుడుగా, సాగే గుణం కలిగి ఉంటుంది.

భూ అంతర్భాగంలో జరిగే చర్యల కారణంగా ఏర్పడిన వేడిమి ద్వారా, వేడిగా ఉన్న శిలాద్రవం పైకి ఎగసిపడుతూ, చల్లగా ఉన్నది లోపలికి వెళ్తూ ఉష్ణ సంవాహన ప్రవాహాలు (Convectional Currents) ఏర్పడి, Lithosphere ఎల్లప్పుడూ చలనంలో ఉంటుంది. ఈ చలనాలు ఏర్పడటానికి సాగే గుణం కలిగిన Asthenosphere సహాయపడుతుంది. ఈ చలనాలు చాలా సూక్ష్మంగా ఉంటాయి. వీటి వేగం సంవత్సరానికి కేవలం కొన్ని సెంటీమీటర్లు మాత్రమే.

టెక్టానిక్ ప్లేట్లు

Lithosphere అనేది ఈ చలనాల మూలంగా మధ్యలో పగుళ్లుగా ఏర్పడి అంతా పూర్తిగా కాకుండా విడి భాగాలుగా ఉంటుంది. ఇటువంటి భారీ వైశాల్యం కలిగిన ఒక్కొక్క విడి భూభాగాన్నీ 'టెక్టానిక్ ప్లేటు' అంటారు. భూ అంతర్భాగంలో ఏర్పడే ఉష్ణ సంవాహక ప్రవాహాలు (Convectional Currents) ప్లేట్ల కదలికలకి శక్తిని చేకూరుస్తూ ఒక ఇంజిన్ లాగ పని చేస్తాయి.

ఈ టెక్టానిక్ ప్లేట్లు కొన్ని పూర్తిగా సముద్రంలో, కొన్ని పూర్తిగా భూమి మీద, మరికొన్ని కొంత భాగం భూమి లోపల , కొంత భాగం సముద్రంలోనూ ఉంటాయి.

భూమిపై ముఖ్యంగా ఏడు టెక్టానిక్ ప్లేట్లు ఉన్నాయి.

1. పసిఫిక్ ప్లేట్ (అన్నిటి కన్నా పెద్దది)

2. ఆఫ్రికన్ ప్లేట్

3. యూరేషియన్ ప్లేట్

4. ఇండో౼ ఆస్ట్రేలియన్ ప్లేట్ (ఇందులో ఇండియన్ ప్లేట్ మరియు ఆస్ట్రేలియన్ ప్లేట్ వేరుగా ఉంటాయి).

5. సౌత్ అమెరికన్ ప్లేట్

6. నార్త్ అమెరికన్ ప్లేట్

7. అంటార్కిటిక్ ప్లేట్

టెక్టానిక్ ప్లేట్ల సరిహద్దుల (Plate boundary) దగ్గర ప్లేట్ల మధ్య జరిగే పరస్పర చలనం చాలా ఆసక్తిగా ఉంటుంది. భూకంపాలు ఏర్పడటంలో ఈ ప్రక్రియ ముఖ్య పాత్ర వహిస్తుంది.

రెండు ప్లేట్లు దూరంగా జరుగుతున్నప్పుడు మధ్యలో ఖాళీని ద్రవరూపంలో ఉన్న శిలాద్రవం భర్తీ చేసి కొత్త భూమి ఏర్పడుతుంది. ఇక్కడ తక్కువ లోతులో భూకంపాలు సంభవిస్తాయి. (Divergent Plate boundary)

అదే విధంగా ప్లేట్లు దగ్గరికి జరుగుతూ ఉన్నప్పుడు ఆ రెండూ ఢీకొని, ఒక ప్లేటు మరో ప్లేటు కిందకి చొచ్చుకొని పోయి, ఆ భూమి భూఅంతర్భాగంలోనికి వెళ్ళిపోతుంది. దీన్ని భూ విజ్ఞాన పరిభాషలో భూమి నాశనమవ్వడం అంటారు. ఇక్కడ ఎక్కువ లోతులో భూకంపాలు సంభవిస్తాయి. (Convergent Plate Boundary)

అలాగే రెండు ప్లేట్ల మధ్య సమాంతరంగా కదులుతూ వాటి మధ్య రాపిడి జరుగవచ్చు. ఇక్కడ ఒక మోస్తరు లోతులో భూకంపాలు సంభవిస్తాయి. (Transform plate boundary)

ఇలా ఒక ప్రదేశంలో కొత్త భూమి ఏర్పడుతూ, మరొక ప్రదేశంలో భూమి నాశనమవుతూ భూమి నిరంతరం సంరక్షింపబడుతుంది.

భూకంపాలు:

ప్లేట్ల పరస్పర చలనం, వాటి మధ్య జరిగే చర్యల వల్ల అక్కడ ఉండే రాళ్లపై ఒత్తిడి ఏర్పడుతుంది. ఈ ఒత్తిడి ప్లేట్ల చలనం జరుగుతూ ఉన్నప్పుడల్లా క్రమంగా పెరుగుతుంది.

హుక్స్ నియమం ప్రకారం, పెరిగిన ఒత్తిడి, రాతియొక్క 'సాగే పరిమితి'ని(Elastic Limit) మించి వివిధ దశల్లోకి మారుతూ చివరికి రాయి వైఫల్యం(Failure) చెంది పగులు ఏర్పడుతుంది. ఇలా పగులు ఏర్పడినప్పుడు అప్పటివరకూ పేరుకుపోయిన ఒత్తిడి, శక్తిగా మారి భూకంప తరంగాల రూపంలో విడుదలయ్యి భూమిని కంపింప చేస్తుంది. దీనినే 'భూకంపం' అంటారు. ఈ భూకంపం సముద్రంలో వస్తే దానిని 'సునామీ' అంటారు.

ఒక కర్ర పుల్లని చేతిలో తీసుకొని విరిచినప్పుడు ఎలా అయితే మన ద్వారా శక్తి రూపాంతరం చెంది ధ్వనిలా మారుతుందో అలానే ప్లేట్ల చలనం ద్వారా ఏర్పడిన ఒత్తిడి వల్ల, పగిలిన రాయిలోని పీడన శక్తి భూకంప తరంగాలుగా మారి చుట్టుపక్కల భూమిని కంపింపచేస్తుంది. ఈ తరంగాలు స్థిరంగా ఉన్న నీటి మధ్యలో రాయి వేసినప్పుడు వచ్చే అలలు లాగ అన్ని వైపులా గోళాకారంలో పయనిస్తాయి.

భూకంపం సంభవించాక చుట్టు పక్కల ప్రాంతాల్లో జరిగిన నష్టాన్ని చూసి చెప్పే ప్రమాణాన్ని భూకంప 'తీవ్రత' (Intensity) అంటారు. దీని కొలత రోమన్ సంఖ్యలు I నుండి XII వరకూ ఉంటుంది.

భూకంపాలు కొలిచే 'సీస్మోగ్రాఫ్' అనే పరికరంతో భూమి కంపించిన కొలత, తరంగ వ్యవధి, భూకంప దూరం నుండి చెప్పే గణిత ప్రమాణాన్ని భూకంప 'పరిమాణం' (Magnitude) అంటారు. దీన్ని 'రిక్టర్ స్కేలు' పై ప్రమాదాన్ని అంచనా వేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. దీని పరిమితి 1-9.

భూకంపాలు ఏర్పడటానికి మరికొన్ని కారణాలు. వీటి తీవ్రత టెక్టానిక్ భూకంపాల తీవ్రత కన్నా తక్కువ.

1. అగ్ని పర్వతాలు
2. కొండ చరియలు విరిగిపడటం.
3. మైనింగ్ పేలుళ్లు
4. న్యూక్లియర్ పరీక్షలు
5. ఆనకట్టలు
6. డ్రిల్లింగ్ కార్యకలాపాలు
7. సైస్మిక్ సర్వే

కొన్ని ప్రదేశాల దగ్గరే భూకంపాలు ఏర్పడటానికి గల కారణాలు

పైన చెప్పిన విధంగా భూకంపాలు ప్లేట్ల సరిహద్దుల దగ్గర ప్రధానంగా ఏర్పడతాయి. ఈ మ్యాపులో చూపించిన ఎర్ర చుక్కలు ప్రపంచంలో ఇప్పటివరకూ వచ్చిన భూకంపాల స్థానాలు. దీని ద్వారా ఎక్కువ భూకంపాలు ప్లేట్ల సరిహద్దుల దగ్గర ఏర్పడుతున్నాయని చెప్పవచ్చు.

జపాన్ మూడు ప్లేట్లు కలుసుకునే ప్రదేశంలో ఉండటం వల్ల అక్కడ భూకంపాలు తరచుగా సంభవిస్తాయి. పసిఫిక్ మహా సముద్రం చుట్టూ ఆవరించిన నాలుగు ప్రధానమైన ప్లేట్లు అంతా కలిపి 'పసిఫిక్ అగ్ని వలయం' (Pacific Ring of fire) అంటారు. ప్రపంచంలోని 90 శాతం భూకంపాలు ఈ ప్రదేశంలోనే సంభవిస్తాయి.

అలానే ఇండోనేషియా, నేపాల్, ఈక్వెడార్, పెరూ, శాన్ ఫ్రాంసిస్కో, ఇరాన్, టర్కీ, ఫిలిప్పీన్స్, ఉత్తర భారతదేశం మొదలైన ప్రాంతాలు ఎక్కువ భూకంపాల ప్రమాదంలో ఉన్నాయి.

భారత దేశంలో భూకంపాలు ఏర్పడే ప్రాంతాలు.

‌మన దేశానికి ప్రధానంగా 'ఇండియన్ ప్లేటు', 'యూరేషియన్ ప్లేటు'ను ఢీకొట్టడం వల్ల తరచుగా కొన్ని ప్రదేశాల్లో ఎక్కువ తీవ్రత కలిగిన భూకంపాలు సంభవిస్తున్నాయి. ఈ ప్లేటు లోపల అంతరంగా ఉన్న పగుళ్లు స్థానికంగా ఏర్పడటంవల్ల కొన్ని చోట్ల చిన్న చిన్న భూకంపాలు ఏర్పడుతున్నాయి. భారతదేశంలో సుమారు 54 శాతం భూభాగానికి భూకంప ముప్పు ఉన్నది.

భారత దేశంలో భూకంపాలు ఏర్పడే వివిధ కారణాలను అంచనా వేసి మొత్తం భూభాగాన్ని అయిదు జోన్లుగా విభజించారు.

జోన్1 : భూకంప ముప్పు లేని ప్రదేశం. ఇది మన దేశంలో ఎక్కడా లేదు.

జోన్ 2: చాలా తక్కువ ముప్పు మరియు తక్కువ నష్టం జరిగే ప్రదేశాలు. అజ్మీర్, అలహాబాద్, బెంగళూరు, నాగార్జున సాగర్, మైసూరు, కర్నూలు.

జోన్ 3: ఓ మోస్తరు నష్టం జరిగే ప్రదేశాలు. నెల్లూరు, లక్నో, కలకత్తా, అహ్మదాబాద్, ఆగ్రా.

జోన్ 4: భారీ నష్టం జరిగే ప్రదేశాలు. జమ్మూకాశ్మీర్, హిమాచల్ ప్రదేశ్, సిక్కిం, ఉత్తరాఖండ్, ఢిల్లీ.

జోన్ 5 : అత్యంత భారీ నష్టం జరిగే ప్రదేశాలు. ఇక్కడ కట్టడాలు భూకంప రహితంగా నిర్మించాల్సిన అవసరం ఉంటుంది. ఈశాన్య భారతం, రాన్ ఆఫ్ కచ్, అండమాన్ నికోబార్, దక్షిణ మరియు మధ్య బీహార్, కాశ్మీర్, మధ్య హిమాలయాలు ఈ జోన్ లోకి వస్తాయి.

దక్షిణ భారత దేశానికి, మరీ ముఖ్యంగా తెలుగు రాష్ట్రాలకు ప్రాణ నష్టం జరిగేటంతటి భూకంప ముప్పు లేదు.

ఇక్కడ గమనించాల్సిన విషయం ఏమిటంటే తక్కువ లోతులో సంభవించిన భూకంపాల వల్ల భూమి ఎక్కువ కంపించి నష్టం ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఎక్కువ లోతులో సంభవించిన భూకంపాల శక్తి యొక్క ప్రభావం పైకి చేరే లోపు క్షీణించి తక్కువ నష్టం జరుగవచ్చు. అలాగే ఎక్కువ లోతులో పెద్ద భూకంపం సంభవించినా ఎక్కువ నష్టమే జరుగుతుంది.

వచ్చేది చిన్న భూకంపం అయినా జనావాసాలు ఉండే ప్రదేశంలో వస్తే నష్టం ఎక్కువ. పెద్ద భూకంపం వచ్చినా సరే అక్కడ ప్రజలు లేదా కట్టడాలు లేకపోతే నష్టం తక్కువగా ఉంటుంది. అదే విధంగా భూకంపం వచ్చిన ప్రదేశంలోని నేలపై కూడా నష్టం ఆధారపడుతుంది. అక్కడ గట్టి నేల ఉంటే నష్టం తక్కువగాను, మెత్తని నేల ఉంటే నష్టం ఎక్కువ గాను ఉంటుంది. ఇలా భూకంప తరంగాల వ్యాప్తి పదార్ధ ధర్మాలపై కూడా ఆధారపడుతుంది.

ధన్యవాదాలు.

రచన: ప్రసాద రాజు©

ఫిజిక్స్ లెక్చరర్

మాజీ పరిశోధక విద్యార్థి (ఐఐటీ రూర్కీ, 2020-21 )

ఎం.టెక్ (పెట్రోలియమ్ జియోసైన్స్, ఐఐటీ బాంబే, 2020)

ఎమ్మెస్సీ (టెక్) భూభౌతిక శాస్త్రం, ఆంధ్ర విశ్వవిద్యాలయం, 2018)