भूकंप : पृथ्वीच्या कवचात कोणत्याही कारणाने क्षोभ उत्पन्न होऊन तेथील खडकांना एकाएकी धक्का बसला म्हणजे धक्क्याच्या स्थानापासून कंपने निर्माण होऊन ती सभोवार पसरतात, त्यालाच भूकंप म्हटले जाते. शांत जलाशयात खडा टाकल्यावर खडा पडलेल्या जागेपासून पाण्याच्या पृष्ठावर लाटा उत्पन्न होतात व त्या सर्व दिशांना पसरतात, तसेच भूकंपतरंगाचेही होते. भूकंपाचे तरंग पृथ्वीच्या पृष्ठावरून प्रवास करताना जमीन हादरते. मूळ धक्क्याचा जोर व उगमस्थानापासूनचे अंतर यांनुसार हे हादरे निरनिरळ्या ठिकाणी कमीअधिक प्रमाणात जाणवतात.
रस्त्यावरून एखाद्या अवजड ट्रॅक्टर किंवा मालवाहू ट्रक वेगाने जात असताना आजूबाजूची जमीन व घरे किंचित पण स्पष्ट कळून येण्याइतक्या प्रमाणात कंप पावतात. खाणीत सुरुंगाचा स्फोट केल्यावर सबंध टेकडी हादरते पण जमिनीचे हे हादरे सूक्ष्म व अल्पकाळ टिकणारे असल्यामुळे जमीन ही निश्चल आणि भक्कम नसून ती पाण्याच्या पृष्ठभागाप्रमाणे हेलकावे खाऊ शकते, ही गोष्ट भूकंपाच्या धक्क्यानंतरच ध्यानात येते.
कारणे : सहज सर्वांना जाणवेल इतक्या मोठ्या प्रमाणात जमीन कंप पावण्यासाठी काही किमान तीव्रतेचा अकस्मात धक्का बसावा लागतो. असे धक्के बसण्याची दोन प्रमुख कारणे आहेत. त्यापैकी सहज कळण्याजोगे कारण ज्वालामुखी क्रिया हे आहे. ज्वालामुखीचा अजून निश्चित समजलेले नाही. या विषयीच्या संशोधनात भुकेशी संबंधित संवेदी तंत्रिका तंत्र, जिच्यामुळे केव्हा व किती अन्नसेवन स्फोटक उद्रेक होत असताना त्यातील वाफ, तप्त पदार्थ आणि शिलारस उफाळून बाहेर येतात तेव्हा त्या धक्क्यामुळे आजूबाजूचा भूभाग हादरतो पण ज्वालामुखीचा कितीही महास्फोटक उद्रेक झाला, तरी त्याच्यामुळे उद्‌भवणाऱ्या भूकंपाची तीव्रता आणि भूकंप जाणवण्याचे क्षेत्र अगदी मर्यादित म्हणजे ज्वालामुखीच्या सभोवती काहीशे चौ. किमी. इतकेच असते.
ज्यांची नोंद फार मोठ्या क्षेत्रात होते, अशा बहुसंख्य भूकंपाचे कारण असे असते : भूकवचात चालू असणाऱ्या हालचालींमुळे खडकांच्या थरांत विषम ताण निर्माण होत असतो व हा ताण असह्य झाला की, खडकांचे थर भंग पावून पुढेमागे वा खालीवर सरकतात. ही विभंग क्रिया अकस्मात घडून आल्यामुळे धक्का बसून त्याचा हादरा साऱ्या जगभर नोंदविला जातो. ताण साचत राहून अखेर खडकांमध्ये विभंग प्रक्रिया घडून येते या सिद्धांताला ‘स्थितिस्थापक’ प्रतिक्षेप सिद्धांत म्हणतात. सॅन फ्रॅन्सिस्को येथे १९०६ साली झालेल्या भूकंपामुळे पृष्ठभागावर एकाच भूमिरूपाच्या दोन शकलांमध्ये पडलेल्या अंतराचा अभ्यास करुन एच्. रीड या भूकंपशास्त्रज्ञांनी या सिद्धांताला पुष्टी दिली. एखादी लाकडाची जाडसर पट्टी गुडघ्याशी धरुन वाकवली असता सुरुवातीला काही मर्यादेपर्यंत पट्टी वाकते पट्टीच्या स्थितिस्थापकतेच्या सीमेच्या (कायमचे विरूपण–आकारात वा आकारमानात होणारा बदल–निर्माण न होता ती जो महत्तम ताण सहन करू शकते त्या ताणाच्या) पलीकडे ताण वाढला की, पट्टी एकदम काडकन तुटून त्याचा धक्का गुडघ्याला जाणवतो. त्याचप्रमाणे खडकांच्या थरावर विषम ताण आल्यास त्या थरात विरूपण [आ. १ (आ)] निर्माण होते पण खडकांच्या सहनशक्तीपेक्षा ताण वाढल्यास खडकांचा थर एकदम भंग पावून [आ. १ (इ)] विभंग रेषेवर खडक पुढेमागे सरकतात.
खडकांमध्ये असे विषम ताण साचण्यासाठी कारणीभूत होणाऱ्या भूकवचाच्या हालचाली का व कशा घडून येतात, यांविषयी वेगवेगळी स्पष्टीकरणे देण्यात आली होती.पृथ्वीच्या निर्मितीपासून तो आजतागायत ती सतत निवत असल्यामुळे तिचे बाह्य कवच आकुंचन पावून त्याला सुरकुत्या पडतात त्यामुळे भूकवचात विषम ताण व हालचाली उद्‌भवतात. पृथ्वीवर एकीकडे खडकांची झीज व धूप होत असून दुसरीकडे सागरात गाळांच्या राशी साचून नवे खडक निर्माण होत आहेत, त्यामुळे समतोल बिघडून त्याने ताण निर्माण होत असावेत. पृथ्वी स्वतःभोवती फिरत असल्यामुळे सागरी प्रवाह व वातावरणातील प्रवाह निर्माण होतात. तशाच कवचातही सावकाशीने हालचाली होत असाव्यात, अशा अनेक कल्पना मांडण्यात आल्या. पुरातन काळापासून भूखंडे आपापल्या स्थिर राहिलेली नसून त्यांच्या परस्परसापेक्ष आणि भूध्रुवसापेक्ष जागा बदलत असल्याचे [⟶खंडविप्लव] ध्यानात आले होते. त्यावरून पृथ्वीच्या कवचात हालचाली चालू असण्याबद्दल भूवैज्ञानिकांची खात्री पटली होती. मात्र या हालचालींच्या मागे नेमकी काय यंत्रणा आहे याबद्दल एकमत नव्हते. १९६० सालानंतर पुढे आलेल्या ⇨ भूपट्ट सांरचनिकी या सिद्धांतामुळे भूकवचाच्या हालचालींना कारणीभूत असणाऱ्या यंत्रणेचा पुष्कळसा समाधानकारक खुलासा मिळतो.
भूपट्ट सांरचनिकी सिद्धांतानुसार पृथ्वीचे बाह्य कवच सलग एकसंध नसून ते सु. १०० किमी. जाडीच्या आणि कमीअधिक विस्ताराच्या ६ मोठ्या व १२-१३ लहान अशा वेगवेगळ्या पट्टीमध्ये ( तक्त्यांमध्ये ) विभागलेले आहे. पाण्यावर लाकडी तराफे तरंगत असावेत, त्याप्रमाणे हे भूपट्ट त्यांच्या खालच्या दाट व मंदवाही अर्धघनावस्थेत असणाऱ्या प्रावरणाच्या (भूकवच व पृथ्वीचा गाभा यांच्या मधल्या भागाच्या) वरच्या भागावर (दुर्बलावरणावर) तरंगत सावकाशीने एकमेकांशेजारून घासटत, एकमेकांपासून दूर किंवा एकमेकांकडे सरकत आहेत. जेव्हा दोन भूपट्ट एकमेकांशेजारून परस्परविरुद्ध दिशांनी सरकत असतात त्या वेळी त्यांच्या कडा एकमेकींत अडकतात, त्यामुळे त्यांची ही सरकण्याची क्रिया सुविहित सलग एकसंध नसून अटक-सुटका अशा पध्दतीने धक्के खात सरकण्याची असते. दोन भूपट्ट जेंव्हा एकमेकांत अडकतात त्यावेळी सरकणे थांबले, तरी ताण मात्र वाढत असतो. ताण असह्य झाला की, कडा एकमेकीपासून तुटून पुढे सरकतात. यालाच विभंग म्हणतात.
बहुतेक मोठे भूकंप भूपट्टांच्या सीमारेषेशी संबंधित असले, तरी भूपट्टांच्या मधल्या भागातही कित्येक भूकंप घडून आल्याची उदाहरणे आहेत. त्यांना आंतरपट्ट भूकंप म्हणतात. हे भूकंपही मोठ्या शक्तीचे व विनाशकारी असू शकतात. १९६७ सालचा कोयनानगरचा भूकंप हे अशाच आंतरपट्ट भूकंपाचे उदाहरण आहे.
पूर्व व पश्चात् धक्के : काही मोठे भूकंप कसलीही पूर्वसूचना न मिळता घडून येतात पण बहुतेक मोठ्या भूकंपाच्या मुख्य, जोरदार धक्क्याच्या आधी कमी तीव्रतेचे काही धक्के असतात. त्यांना पूर्वधक्के म्हणतात. पूर्वधक्के मुख्य धक्क्याच्या अगोदर काही तास ते काही दिवस घडून येतात. खडकांची पृष्ठे विभंगपृष्ठावरुन सरकण्याच्या अगोदरच त्याच्या एकमेकांशी अडकलेल्या पृष्ठावरील लहान मोठे खडबडीत भाग फुटून हे लहान धक्के बसतात. खडबडीत भाग फुटून अडथळा कमी होताच घर्षण कमी झाल्याने खडकांच्या दोन शकलांमध्ये एकदम मोठे अंतर पडते व मुख्य धक्का बसतो.
बहुतेक मोठ्या भूकंपाच्या धक्क्यानंतर त्या प्रदेशात कित्येक दिवसांपासून काही वर्षांपर्यंत अनेक लहान मोठे धक्के बसतात. त्यांना पश्चात धक्के म्हणतात. मुख्य धक्क्यामुळे खडकात साचलेला सर्व ताण पूर्णपणे मोकळा होत नाही, तो नंतरच्या पश्चात् धक्क्यांतून सावकाश कमी कमी होत जातो. पश्चात धक्क्यांची तीव्रता मुख्य धक्क्याच्या मानाने खूपच कमी असल्यामुळे फारसे नुकसान होत नाही.
भूकंप नाभी व अपिकेंद्र : पृथ्वीच्या कवचात ज्या ठिकाणी भूकंपाच्या धक्क्यास कारणीभूत होणारा विभंग घडून येतो, त्या उगमकेंद्राच्या जागेला भूकंपाची नाभी म्हणतात. त्या स्थानाच्या सरळ वर भूपृष्ठावर असणाऱ्या स्थानाला अपिकेंद्र म्हणतात. नाभी व अपिकेंद्र ही दोन्ही कमीअधिक विस्ताराची क्षेत्रे असली, तरी वर्णनाच्या सोयीसाठी हे दोन्ही बिंदू मानले जातात. नाभीपासून निघणारे भूकंपाचे तरंग जो जो दूर जावे तो तो अंतरानुसार ते क्षीण होत जातात. त्यामुळे कोणत्याही भूकंपाची पृष्ठभागी जाणवणारी सर्वात जास्त तीव्रता भूकंप नाभीच्या सर्वांत जवळच्या म्हणजे अपिकेंद्राच्या प्रदेशात असते. अपिकेंद्रापासून दूर जावे तसतशी ही तीव्रता नाभीपासूनच्या अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात घटत जाते म्हणजे अंतर दुप्पट झाल्यास तीव्रता १/४ होते. भूपृष्ठावर एखाद्या भूकंपाची समान तीव्रता दाखवणारी ठिकाणे जोडणाऱ्या रेषेला समकंप रेषा म्हणतात. या समकंप रेषा समकेंद्री वर्तुळाकार अथवा विवृत्तीय (दीर्घवर्तुळाकार) असून त्यांच्या केंद्राशी अपिकेंद्र असते. अपिकेंद्राची भूकंप तीव्रता आणि अपिकेंद्रापासून ज्ञात अंतरावरील समकंप रेषेवरील भूकंप तीव्रता यांच्या मापनाने भूकंपाच्या नाभीची भूपृष्ठापासूनची खोली गणिताने काढता येते, असे आर्. डी. ओल्डॅम यांनी अनेक भूकंपाचा अभ्यास करुन दाखवून दिले. उदा., आ. २ मध्ये (१) ही नाभी असणाऱ्या भूकंपाचे (२) हे अपिकेंद्र आहे. (२) पासून म या ज्ञात अंतरावर (३) हे स्थान आहे. (२) या स्थानाच्या जागी भूकंपाची तीव्रता त असून (३) या स्थानाच्या जागी तीव्रता थ आहे. तीव्रतेच्या व्यस्त वर्ग नियमानुसार
थ = ख२ = ज्या२ 0: यावरून हा θ कोन मिळतो
त र२
परंतु ख = म × स्प 0 : यावरून नाभीची ख ही खोली मिळते.
भूपृष्ठावरून नाभीच्या खोलीनुसार भूकंपाचे तीन भागांत वर्गीकरण करतात. जमिनीपासून ६० ते ७० किमी. खोलीपर्यंतचे ‘उथळ’ भूकंप, ७० ते ३०० किमी. खोलीपर्यंत नाभी असणारे ‘मध्यम’ आणि ३०० किमी. पेक्षा जास्त नाभी असणारे ‘खोल’ भूकंप. सामान्यतः शेकडा ७५ पेक्षा अधिक भूकंप उथळ असतात, त्यांतही ९० टक्क्यांहून अधिक भूकंपाची नाभी ८ किमी. पेक्षा कमी खोलीवर असते. खोल नाभीच्या भूकंपाची संख्या शेकडा पाचहून कमी असते. आजपर्यंत नोंद झालेली भूकंप नाभीची सर्वात जास्त खोली ७२० किमी. आहे. याहून अधिक खोलीवर भूकंप झाल्याची नोंद नाही. भूकंप नाभी कवचाच्या उथळ भागात असणे अपेक्षितच आहे कारण जसजसे खोल जावे तसतसे वाढता दाब व तापमान यांमुळे खडकांचे विरूपण भंगुर पदार्थाप्रमाणे विभंगाने न होता आकार्य (स्थितिस्थापकता सीमेपेक्षा जास्त ताण सतत दिल्यास ज्याच्या आकारात वा आकारमानात कायमचे विरूपण निर्माण होते अशा ) पदार्थाप्रमाणे आकार्य विरूपणाने होते.
भूकंपतरंग : पृथ्वीच्या कवचातील विक्षोभामुळे भूकंपाचा धक्का बसल्यावर धक्क्यामुळे उत्पन्न होणारे भूकंपतरंग नाभीपासून पृथ्वीच्या सर्व भागांत पसरतात. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर जागोजागी असणाऱ्या भूकंपमापक उपकरणांत आलेखाच्या (भूकंपलेखाच्या) स्वरूपात त्या त्या जागी हे तरंग येऊन पोहोचल्याची नोंद होते. (आ.३). भूकंपमापकांतील नोंदीवरून असे दिसून येते की, भूकंपामुळे अनेक प्रकारचे तरंग उत्पन्न होतात. त्यांच्यापैकी एकमेकांपासून अगदी भिन्न गुणधर्मांचे असणारे आणि कमीअधिक वेगाने प्रवास करणारे तीन प्रकारचे तरंग भूकंपाच्या अभ्यासाच्या दृष्टीने विशेष महत्त्वाचे आहेत.
कोणत्याही ठिकाणच्या भूकंपमापकात एखाद्या विशिष्ट भूकंप स्थानापासून निघालेले जे तरंग सर्वांत आधी येऊन पोहोचतात, त्यांना प्राथमिक तरंग म्हणतात. हे तरंग ध्वनितरंगासारखे अनुतरंग (ज्यांमध्ये माध्यमातील कण तरंग प्रसारणाच्या दिशेत पुढेमागे याप्रमाणे कंप पावतात असे तरंग) असतात. प्राथमिक तरंगाच्या पाठोपाठ भूकंपलेखकात येऊन पोहोचणाऱ्या तरंगाना द्वितीयक तरंग म्हणतात. हे तरंग दोरीवरील तरंगाप्रमाणे अवतरंग (म्हणजे ज्यांत माध्यमातील कण तरंगाच्या प्रसारणाच्या दिशेशी लंब दिशेत कंप पावतात असे तरंग) असतात. प्राथमिक व द्वितीयक या दोन्ही तरंगांचा वेग ते ज्या खडकांतून प्रवास करतात त्यांच्या घनतेवर व दृढतेवर अवलंबून असतो पण कोणत्याही घनतेच्या व दृढतेच्या खडकात प्राथमिक तरंगांचा वेग द्वितीयक तरंगापेक्षा जास्त असतो. कवचाच्या उथळ भागात प्राथमिक तरंगांचा वेग सु. ७ किमी./ से. आणि द्वितीयक तरंगांचा वेग ३.५ किमी./से. असतो. जो जो खोल जावे तो तो दोन्ही तरंगांचे वेग वाढत जाऊन पृथ्वीच्या गाभ्याच्या बाह्य सीमेशी (प्रावरणाच्या तळाशी ) प्राथमिक तरंगांचा वेग १३.६ किमी./से. होतो आणि द्वितीयक तरंगांचा वेग ७.२५ किमी./से. होतो. पृथ्वीच्या प्रावरणातून प्राथमिक व द्वितीयक दोन्ही प्रकारचे तरंग पार जाऊ शकतात पण पृथ्वीच्या गाभ्यातून मात्र द्वितीयक तरंग आरपार जात नाहीत आणि प्राथमिक तरंग पार गेले, तरी त्यांचा वेग बराच कमी होतो. या तरंगांच्या अभ्यासातून पृथ्वीच्या अंतरंगाची व गाभ्याची बरीच माहिती मिळू शकते. [⟶पृथ्वीचे अंतरंग].
प्राथमिक व द्वितीयक तरंगांखेरीज आणखी एका वेगळ्याच प्रकारच्या तरंगाची नोंद भूकंपलेखात केली जाते. हे तरंग भूपृष्ठाखाली फार खोलवर न घुसता पृष्ठालगतच्या थरांतूनच प्रवास करतात त्यामुळे त्यांना पृष्ठतरंग असे म्हणतात. यांचा आवर्तकाल (एका पूर्ण आवर्तनास लागणारा काल) दीर्घ असल्याने त्यांना दीर्घ तरंग असे नाव आहे. या दीर्घ तरंगांचे दोन उपप्रकार आहेत. त्यांचा अधिक अभ्यास लॉर्ड रॅली यांनी १८८७ मध्ये केला व त्याचे गणिती स्पष्टीकरण ए. ई. एच्. लव्ह यांनी केले म्हणून या दोन प्रकारच्या दीर्घ तरंगांना रॅली तरंग व लव्ह तरंग अशीही नावे आहेत. दीर्घ तरंगांच्या अभ्यासाने प्रावरणावर वेगळ्या भौतिक गुणधर्मांच्या कवचाचा थर असल्याचे सिद्ध होते. तसेच भूखंडीय व महासागरी कवचाची अधिक माहिती मिळते.
कोणत्याही भूकंपाच्या धक्क्यापासून निघणारे प्राथमिक व द्वितीयक तरंग वेगवेगळ्या भूकंप नोंद स्थानकांशी पोहोचण्याचा काळ आणि त्या स्थानकांचे भूकंप अपिकेंद्रापासूनचे अंतर यांचे आलेख काढले, तर हे बिंदू सफाईदार वक्रांवर पडतात असे आढळते (आ.४). भूकंप अपिकेंद्रापासून नोंद स्थानकाचे अंतर जसजसे वाढत जाते तसतसे प्राथमिक तरंग पोहोचण्याचा क्षण व द्वितीयक तरंग पोहोचण्याचा क्षण यांतील अंतरही वाढत जाते. या भूकंपतरंग आलेखातील या दोन क्षणांतील अंतरावरून स्थानकाचे भूकंप अपिकेंद्रापासूनचे अंतर समजते. एकमेकांपासून पुरेशा दूर अंतरावर असणाऱ्या तीन स्थानकांतील भूकंपतरंग आलेखांच्या साहाय्याने भूकंपाचे अपिकेंद्र कोठे आहे, हे निश्चित होते (आ.५). तत्वतः भूकंप आलेखाच्या नोंदीवरून स्थानकाचे भूकंप नाभीपासूनचे अंतर निश्चित होते. अपिकेंद्रापासून नाभी फार खोल नसल्यास व अपिकेंद्रापासून नोंद स्थानक पुरेसे दूर असल्यास अपिकेंद्राची जागा ठरवण्यात चूक होत नाही पण नाभी बऱ्याच खोलीवर असेल, तर मात्र अनेक स्थानकांतील नोंदींचा अभ्यास करून त्यावरून नाभी व अपिकेंद्र यांच्या स्थानांची निश्चिती करावी लागते. सध्या जगभर बहुतेक प्रमुख देशांत भूकंप नोंद स्थानके आहेत. त्यांतील नोंदींची तात्काळ देवघेव करण्यात येते व भूकंप झाल्यापासून दोन दिवसांच्या आत त्या भूकंपाची नाभी, अपिकेंद्र, धक्का बसण्याची नेमकी वेळ, महत्ता इ. सर्व माहितीची निश्चिती होऊन ती सर्वांना उपल्ब्ध होते.
परिणाम : पृथ्वीच्या कवचात घडून येणाऱ्या लहानमोठ्या विभंगामुळे उद्‌भवणारे भूकंपही सौम्य अथवा तीव्र असतात. सौम्य भूकंपात जमीन किंचित कंप पावण्यापेक्षा अधिक काही होत नाही पण तीव्र भूकंपात मात्र जमीन वेगाने हादरते आणि त्यामुळे तिच्यावरील सुट्या वस्तू इतस्ततः सरकतात आणि जमिनीला व जमिनीवरील बांधकामांना भेगा पडतात. अतिशय तीव्र भूकंपामुळे बांधकामे कोसळतात, डोंगरउतारावरुन कडे कोसळतात.
तीव्र भूकंपाच्या नाभीजवळच्या भूमीवर प्रत्यक्ष भूकंपाच्या वेळी घडून येणारी सर्वात भयप्रद घटना म्हणजे जमिनीवरून जाणारे पृष्ठतरंग होत. खवळलेल्या समुद्राचे पृष्ठ जसे जोराने वरखाली हेलावते तशाच लाटा जमिनीवरून जाऊन जमीन वरखाली हेलावताना दिसते. या तरंगांचा परमप्रसर (माध्यमाच्या कणांचे स्थिर स्थितीपासून होणारे कमाल स्थानांतरण) ३० सेंमी. पर्यंत असून तरंगलांबी (एका तरंग शीर्षापासून दुसऱ्या शीर्षापर्यंतची लांबी) ६ ते १० मी. असते. असे तरंग जमिनीवरून जाताना जेथे त्यांचे शीर्ष येते त्या जागी जमिनीला मोठी भेग पडते. तरंग पुढे सरकून त्या जागी तरंगद्रोणी (तरंगाचा खोलगट भाग) येताच भेग मिटते. तरंग प्रसारण चालू असेपर्यंत जमिनीच्या भेगांची अशी उघडझाप चालू राहते.
तीव्र भूकंपात वरखाली होणाऱ्या हालचालींच्या कंपनांमुळे जमिनीवर उभ्या असणाऱ्या माणसांना खालून बसणारे धक्के एखाद्या मोठ्या यांत्रिक घणाच्या ठोक्यासारखे भासतात. भूकंप कंपनातील पुढेमागे या दिशेने होणारी हालचाल अत्यल्प म्हणजे एक सेंमी. च्या अंशाइतकी असली, तरी ती अत्यंत वेगाने होत असल्याने सामान्य बांधणीची बांधकामे त्यामुळे कोसळतात. प्रत्यक्षात तीव्र भूकंपात अशी पुढेमागे होणारी हालचाल कित्येक सेंमी. इतकी असते.
जमिनीच्या अशा हालचालींमुळे पाण्याचे नळ, भूमिगत दूरध्वनीच्या व विजेच्या तारा (केबल्स), इंधन वायूचे नळ इ. तुटतात. रूळमार्ग वेडेवाकडे होतात रस्ते फाटतात व उखडतात पूल कोसळतात इमारतींची पडझड होते डोंगराच्या उतारावरून कडे कोसळतात हिमाच्छादित डोंगर-उतारावरून मोठ्या प्रमाणावर हिमलोट घडून येतात.
भूकंपामुळे भूमिजलाच्या (भूमिगत पाण्याच्या) पातळीत मोठे फेरबदल होतात. विहिरींचे पाणी गढूळ होते. काही विहिरी व तलाव आकस्मिकपणे आटतात, तर काही तुडुंब भरतात. विभंगरेषेवर कित्येक नवे पाण्याचे झरे सुरू होतात.
त्सुनामी लाटा : समुद्राच्या तळाशी अथवा किनाऱ्यालगतच्या जमिनीखाली घडून आलेल्या भूकंपाच्या धक्क्यामुळे समुद्रात फार मोठ्या लाटा निर्माण होतात, त्यांना जपानी भाषेतील ‘त्सुनामी’ हे नाव आहे. भर सागरात या लाटांचा परमप्रसर (उंची) अगदी कमी म्हणजे फक्त १ मी. पर्यंतच असतो पण त्यांची तरंगलांबी मात्र १५० किमी. पर्यंत असू शकते. त्यामुळे भर समुद्रात अशी लाट लहान होडीखालून गेली तरी जाणवत नाही पण जसजशा या लाटा किनाऱ्याकडे येतात तसतसा (विशेषतः चिंचोळ्या खाडीत) लाटांचा परमप्रसर ३० मी. हून अधिक होतो. अशी प्रचंड लाट किनाऱ्यावर येऊन आदळली म्हणजे त्या भागात हाहाःकार होतो. बहुतेक त्सुनामी लाट किनाऱ्यावर येऊन आदळण्यापूर्वी तेथील पाणी समुद्रात मागे हटून मोठ्या ओहोटीप्रमाणे किनाऱ्यानजीकचा बराच मोठा समुद्रतळ उघडा पडतो आणि नंतर ही प्रचंड लाट किनाऱ्यावर येऊन आदळते.
पॅसिफिक महासागरातील अतिखोल निरुंद खडकाशी निगडित असणाऱ्या भूकंपाच्या धक्क्यांमुळे नेहमी त्सुनामी लाटा निर्माण होतात. पश्चिम पॅसिफिक महासागरात घडून आलेल्या वेळोवेळीच्या भूकंपामुळे आजपर्यंत जपानच्या किनाऱ्यावर किमान १५० हून अधिक वेळा त्सुनामी लाटांचा तडाखा बसल्याची नोंद झाली आहे. सामान्यतः ८ पेक्षा अधिक महत्तेच्या सागरी भूकंपामध्ये नेहमीच त्सुनामी लाटा निर्माण होतात, असे आढळते. त्याच्या उलट कमी महत्तेच्या असंख्य सागरी भूकंपात त्सुनामी लाटा निर्माण होत नसल्याचेही दिसून आले आहे. यावरून सागरी तळाशी विभंग निर्माण होऊन तळाच्या पातळीत वरखाली असा मोठा फरक झाल्यासच त्सुनामी लाट निर्माण होत असल्याचा निष्कर्ष काढण्यात आला आहे.
नुकसान व प्राणहानी : त्सुनामी लाटा सागरातून हजारो किलोमीटर अंतर गेल्या, तरी त्यांची शक्ती न घटता त्या प्रवास करतात. १ एप्रिल १९४६ रोजी अल्यूशन बेटांतील भूकंपाच्या धक्क्याने निर्माण झालेली त्सुनामी लाट हवाई बेटांशी पोहोचली त्या वेळी तिची उंची २० मी. होती. या लाटेच्या तडाख्याने हवाईच्या किनाऱ्यावरील ५०० घरांचा विध्वंस होऊन १५० लोक मृत्यू पावले.
भूकंपामुळे होणारे नुकसान व प्राणहानी खुद्द भूकंपापेक्षा त्याच्यामुळे होणारी इमारतींची पडझड, आगी, कडे कोसळणे व त्सुनामी लाटा यांसारख्या दुय्यम कारणांनी होते. दाट लोकवस्तीच्या भागात घडलेल्या कमी शक्तीच्या भूकंपामुळे होणारे नुकसान व प्राणहानी अत्यंत विरळ वस्तीच्या वैराण प्रदेशात झालेल्या फार मोठ्या शक्तीच्या भूकंपामुळे होणाऱ्या नुकसानीपेक्षा कितीतरी जास्त असू शकते.
भूकंपामुळे होणाऱ्या नुकसानीचे प्रमाण व क्षेत्र काही अंशी नाभीच्या खोलीवर अवलंबून असतात. नाभी फक्त २ ते ३ किमी. खोलीवर असल्यास विनाशाचे क्षेत्र मर्यादित असते पण धक्का जवळून बसत असल्यामुळे अपिकेंद्रच्या व लगतच्या भागात अतिशय नुकसान होते. नाभी अधिक खोल, सु. ७० किमी. खोलीवर असल्यास तरंग अधिक विस्तीर्ण क्षेत्रावर पसरतात पण अपिकेंद्रापासूनही त्यांचे उगमस्थान ७० किमी. पेक्षा जास्त असल्याने होणारे परिणाम सापेक्षतः कमी तीव्र असतात. याहूनही अधिक खोल नाभी असणारे भूकंप अतिशय विस्तृत क्षेत्रात जाणवतात पण त्या क्षेत्रातील कोणत्याही जागी विशेष नुकसान होत नाही.
जागतिक महत्त्वाचे काही भूकंप : गेल्या शंभर सव्वाशे वर्षातच भूकंपाचा पद्धतशीर वैज्ञानिक अभ्यास सुरू झाला असला, तरी भूकंप ही घटना फार प्राचीन काळापासून सर्वांच्या परिचयाची असून अनेक विध्वंसक भूकंप धक्क्यांची सविस्तर वर्णने इतिहासात आढळतात. अशा काही भूकंपाची यादी व त्यांतील काही निवडक भूकंपाचे वर्णन कोष्टक क्रं. १ मध्ये दिले आहे.
|
कोष्टक क्रं. १ जागतिक महत्त्वाचे काही भूकंप |
||
|
वर्ष |
स्थान, नुकसान व प्राणहानी |
|
|
इ. स. पू. |
१४५० |
चिमनी, इटली |
|
इ. स. पू. |
२२४ |
ऱ्होड्झ, पूर्व भूमध्यसामुद्रिक प्रदेश, प्राचीन सात आश्चर्यांपैकी एक असा ३१.५ मी. उंचीचा ‘अपोलो क्लोझस’ या नावाने प्रसिद्ध असलेला पुतळा या भूकंपात नष्ट झाला. |
|
इ. स. पू. |
८११ |
रोम, इटली सेंट पॉलचे वॅसिलिका चर्च नष्ट झाले. |
|
८९६ |
सानरिकू, जपान त्सुनामी लाटेने १,००० मृत्यू. |
|
|
११७० |
सिसिली, इटली १५,००० मृत्यू. |
|
|
१३०३ |
ॲलेक्झांड्रिया, ईजिप्त सात आश्चर्यांपैकी एक असे सु.१,४०० वर्षाचे जुने, १२० मी. उंचीचे ‘फेअरॉस’ दीपगृह कोसळून नष्ट. |
|
|
१५५० |
शेन्सी, चीन ८ लक्ष ३० हजार मृत्यू. इतिहासात नोंद असलेल्या भूकंपापैकी सर्वांत जास्त प्राणहानीचा भूकंप. |
|
|
१७३१ |
पेकिंग, चीन १ लक्ष मृत्यू. |
|
|
१७५५ |
लिस्बन, पोर्तुगाल लिस्बनची २० टक्के लोकसंख्या पडझडीने आणि त्सुनामी लाटेने मृत्यूमुखी. |
|
|
१८९७ |
आसाम, भारत इतिहासातील सर्वांत मोठ्या ऊर्जेच्या भूकंपापैकी एक, सु. ७८,००० चौ. किमी. क्षेत्रातील सर्व इमारती कोसळल्या. |
|
|
१९०६ |
सॅन फ्रॅन्सिस्को, अमेरिका सान आंद्रे विभंगरेषेवर सरक. |
|
|
१९०८ |
मेसीना, इटली १,२५,००० मृत्यू. |
|
|
१९२० |
कान्सू, चीन लोएस (स्तररहित व द्दढ नसलेल्या कॅल्शियमयुक्त गाळवटीच्या) मातीचे कडे कोसळून त्याखाली १,८०,००० लोकांचा मृत्यू. |
|
|
१९२३ |
टोकिओ, जपान इमारतींची पडझड व आगीमुळे निम्म्याहून अधिक शहर बेचिराख १ लक्ष मृत्यू. |
|
|
१९३४ |
उत्तर बिहार, भारत १२,००० मृत्यू. |
|
|
१९३७ |
कलकत्ता, भारत सु. ३ लक्ष मृत्यू. |
|
|
१९५० |
आसाम, भारत १८९७ च्या खालोखाल मोठ्या क्षमतेचा धक्का २,५०,००० चौ. किमी. क्षेत्रात जाणवला. |
|
|
१९६० |
अगादिर, मोरोक्को १२,००० मृत्यू. |
|
|
१९६२ |
इराण, १०,००० मृत्यू. |
|
|
१९६३ |
स्कॉप्ये, यूगोस्लाव्हिया १०,००० मृत्यू. |
|
|
१९६४ |
अलास्का, अमेरिका अत्यंत मोठ्या ऊर्जचा भूकंप, विरळ वस्तीमुळे अत्यल्प प्राणहानी. |
|
काही निवडक भूकंप : लिस्बन, पोर्तुगाल : १ नोव्हेंबर १७५५ या ‘ऑल सेंट्स डे’ च्या सणाच्या दिवशी हजारो लोएक लिस्बन शहरातील प्रार्थनागृहात एकत्र जमलेले असताना सकाळी ९.४० वाजता भूकंपाचा जबरदस्त धक्का बसला. हा धक्का ६ ते ७ मिनिटे टिकला पण तेवढ्यात सर्व प्रार्थनागृहे व इतर इमारती कोसळून सहस्त्रावधी लोक मृत्यू पावले. जे काही लोक वाचले होते त्यांनी समुद्रकिनाऱ्यावरच्या फरसबंदीचा आश्रय घेतला पण २० मिनिटांनी पुन्हा दुसरा धक्का बसून ही फरसबंदी पाण्यात बुडाली, दुपारी १२ नंतर तिसरा धक्का बसला व त्यामुळे सर्वत्र हाहाःकार झाला.
पहिल्या धक्क्यामुळे अटलांटिक महासागराचे पाणी प्रथम ओसरले व १० वाजण्याच्या सुमारास ३ ते १५ मी. उंचीची एक प्रचंड त्सुनामी लाट किनाऱ्यावर चालून आली. ही लाट किनाऱ्यापासून पाऊण किलोमीटर आतपर्यंत आली आणि परत जाताना या लाटेने किनाऱ्यावरील सर्व घरे, होड्या व जहाजे, तसेच असंख्य लोक वाहून समुद्रात ओढून नेले. पुढील ४ तासांत प्रत्येकी ३ मी. उंचीच्या अशा तीन लाटा किनाऱ्यावर चालून आल्या. या भूकंपाचा धक्का ३२ लक्ष चौ. किमी. क्षेत्रात जाणवला. या धक्क्यामुळे पश्चिम यूरोपातील तलाव इतकेच काय पण १,९५२ किमी. अंतरावर असणारे स्कॉटलंडमधील लॉख लोमंड तलाव यांतील पाणी वरखाली हेलावून त्यांच्यात ६० सेंमी. उंचीच्या लाटा निर्माण झाल्या.
आसाम, भारत : १२ जून १८९७ रोजी सायंकाळी ५.१५ वाजता आसाम प्रांतात बसलेल्या भूकंपाच्या जबरदस्त धक्क्याने सु.७८,००० चौ. किमी. क्षेत्रातील इमारती नष्ट झाल्या. या धक्क्याची ऊर्जा इतकी मोठी होती की, जमिनीवरील दगड जोराने वर फेकले गेले. विरळ लोकवस्तीमुळे प्राणहानी फारशी झाली नाही परंतु डोंगरावरुन कडे घसरून जंगलाचा नाश झाला, जमिनीला मोठ्या भेगा पडल्या. भात-शेतीचे अतोनात नुकसान झाले. पुढची दोन वर्षे या भागात हजारो पश्चात धक्के जाणवले. अशाच प्रकारचा फार मोठ्या ऊर्जेचा भूकंप याच क्षेत्रात पुन्हा १५ ऑगस्ट १९५० रोजी घडून आला.
सॅन फ्रॅन्सिस्को, कॅलिफोर्निया, अमेरिका : १८ एप्रिल १९०६ रोजी बसलेला हा भूकंपाचा धक्का कॅलिफोर्नियाच्या आजवरच्या इतिहासातील सर्वांत मोठ्या ऊर्जेचा होता. या धक्क्याने झालेल्या इमारतींच्या पडझडीमुळे ७०० जण मृत्यू पावले पण त्याहीपेक्षा अनर्थकारक घटना म्हणजे इंधन वायूचे नळ तुटून लागलेल्या आगीत सॅन फ्रॅन्सिस्को शहराचा बराच मोठा भाग जळून नष्ट झाला. हा भूकंप सान आंद्रे
|
कोष्टक क्रं २. मेरकाल्ली भूकंप ताव्रता मापक्रम |
||||
|
तिव्रता पायरी |
नाव |
परिणाम |
जमिनीचा ऊर्ध्व दिशेतील कमाल *प्रवेग (मिमी./सें.२) |
तुलनात्मक महत्ता रिश्टर |
|
I |
भुकंप लेखी |
केवळ भूकंपमापकात नोंद |
१० |
३.५ |
|
II |
क्षीण |
फक्त संवेदनशील व्यक्तींना जाणवतो. |
२५ |
३.८ |
|
III |
किंचित |
स्वस्थ बसलेल्या, विशेषतः वरच्या |
५० |
४.२ |
|
IV |
मध्यम |
चालणाऱ्या लोकांना जाणवतो सुट्या वस्तू व उभी वाहने डोलतात |
१०० |
४.८ |
|
V |
काहीसा जोरदार |
सर्व लोकांना जाणवतो झोपलेले जागे होतात टांगलेल्या घंटा वाजतात. |
२५० |
४.९ |
|
VI |
जोरदार |
झाडे हेलावतात व सर्व टांगल्या वस्तू झोके खातातसुट्या वस्तू उलटून व पडून नुकसान होते. |
५०० |
५.४ |
|
VII |
फार जोरदार |
सर्वत्र भयग्रस्त वातावरण भिंतींना. तडे पडतात, गिलावा पडतो |
१,००० |
५.५ ते ६.१ |
|
VIII |
विध्वंसक |
कच्चा बांधणीच्या इमारती पडतात, धुराडी कोसळतात. |
२,५०० |
६.२ |
|
IX |
विनाशक |
वरील घरे पडतात जमिनीला भेगा पडतात पाण्याचे नळ तुटतात |
५,००० |
६.९ |
|
X |
अनर्थकारी |
भूप्टष्ठाला मोठ्या भेगा पडतात अनेक इमारती नष्ट होतात रूळमार्ग वेडेवाकडे होतात जास्त उतारावरील कडे कोसळतात |
७,५०० |
७.३ |
|
XI |
सर्वानर्थकारी |
बहुतेकसर्वइमारतीभुईसपाटहोतातबहुतेकसर्वइमारतीभुईसपाटहोतातपूल कोसळतात रूळमार्ग, पाण्याचे नळ, दूरध्वनीच्या व विजेच्या तारा या सर्वांचे कार्य पूर्णपणे विस्कळीत होते मोठ्या प्रमाणावर कडे कोसळतात व पूर येतात. |
९,८०० |
७.४ ते ८.१ |
|
XII |
पराकोटीचा संहारक |
भूप्टष्ठवरील सर्व बांघकामांचा विनाश वस्तू हवेत वर फेकल्या जातात जमीन तरंगरुपात वरखाली होते. |
— |
८.५ ते ८.९ |
*[पुथ्वीच्या गुरुत्वाकर्पणाचा प्रवेग ९,८०० मिमी. /से.२ असतो. भूकंप तरंगांमुळे गुरुत्वाकर्षणाच्या उलट दिशेने निर्माण होणारा प्रवेग या स्तंभात दिला आहे.]
विभंगाच्या रेषेत भूमीची पुढेमागे क्षैतिज (क्षितिज समांतर) सरक झाल्यामुळे घडून आला.
सगामी आखात, जपान : १ सप्टेंबर १९२३ रोजी बसलेल्या या भूकंपाच्या धक्क्यामुळे संपूर्ण योकोहामा शहर आणि टोकिओ शहराचा बराच मोठा भाग नष्ट झाला. दुपारच्या १२ वाजण्याला सव्वा मिनिट कमी असताना पहिला मोठा धक्का बसला. त्या वेळी बहुतेक सर्व घरांतून स्वयंपाकाच्या चुली पेटलेल्या असल्यामुळे जागोजागी आगी लागल्या आणि पाण्याचे नळ तुटलेले असल्यामुळे या आगी विझविणे अशक्य झाले. दुपारी चार वाजता झंझावती वारे सुटले आणि शहरभर आगी भडकल्या. या आगीत व पडझडीत एक लक्ष लोक मृत्यू पावले आणि १० लक्ष लोक बेघर, निराधार झाले.
कोयनानगर, भारत : ११ डिसेंबर १९६७ रोजी पहाटे ४.२१ वाजता कोयना धरणाच्या परिसरात अनपेक्षित भूकंपाचा धक्का बसून सारा पश्चिम महाराष्ट्र हादरला. या भूकंपाची महत्ता रिश्टर मापक्रमानुसार ७.५ होती. या धक्क्यामुळे कोयना धरणाला कोणताही गंभीर धोका पोहचला नाही. फक्त धरणाच्या भिंतीवरचा निरीक्षण मनोरा पडला व कोयनानगरमधील कच्च्या बांधणीच्या सर्व इमारती पडल्या. या पडझडीत ११५ मृत्यू आणि सु. १,५०० लोक जखमी झाले. सामान्यतः भारताचा दक्षिण भाग भूकंपीय दृष्ट्या स्थिर समजला जात असल्यामुळे कोयना भूकंप अनपेक्षित होता. मुख्य भूकंपाच्या धक्क्यानंतर पुढे वर्षभर अनेक पश्चात् धक्के बसले व अजूनही कमी ऊर्जेचे धक्के अधूनमधून बसतात.
भूकंपाची तीव्रता व महत्ता : भूकंपाचा अभ्यास करताना वेगवेगळ्या भूकंपाची तुलना व वर्गवारी करण्यासाठी भूकंपाच्या परिणामांचे परीक्षण व मापन करणे आवश्यक असते. भूकंपलेखकाचा शोध लागण्यापूर्वी भूकंपाचा परिणाम झालेल्या क्षेत्राची पाहणी करून जमिनीला भेगा पडणे, कडे कोसळणे, इमारतींची कमीअधिक पडझड होणे यांवरुन त्या धक्क्यांची तीव्रता ठरविली जाई. भूकंपमापक उपकरणाचा शोध लागल्यानंतर त्यातील नोंदीपासून मिळणाऱ्या माहितीची भर घालून १८७८ मध्ये इटलीतील एम्. एस्. दे रोस्सी आणि स्वित्झर्लंडातील एफ्. ए. फॉरेल या दोघांनी भूकंप तीव्रता मापक्रम तयार केला आणि तो बरीच वर्षे प्रचलित होता. त्यानंतर इटलीतील जी. मेरकाल्ली यांनी दहा चढत्या पायऱ्यांचा मापक्रम मांडला. १९३१ मध्ये या मापक्रमात एच्. ओ. वुड व एफ्. नॉईमान यांनी सुधारणा करून अधिक एकविधतेने (एकसारख्या) क्रमित असलेल्या १ ते १२ पर्यंत (I ते XII) चढत्या पायऱ्यांचा मापक्रम मांडला. तो कोष्टक क्रं. २ मध्ये दिला आहे.
भूकंपाच्या अभ्यासात भूकंपामुळे किती नुकसान व प्राणहानी झाली, किती इमारती पडल्या ही माहिती सर्वसामान्य लोकांना जास्त जिव्हाळ्याची वाटत असली, तरी या नुकसानीवरून भूकंपाच्या तीव्रतेची खरी कल्पना येऊ शकत नाही. उदा., अगादिर (मोरोक्को) येथे २९ फेब्रुवारी १९६० रोजी झालेल्या भूकंपात १२ हजार लोक मृत्यू पावले आणि कोट्यवधी रुपयांच्या मालमत्तेचे नुकसान झाले. त्याच्या उलट अलास्कामध्ये २७ मार्च १९६४ रोजी झालेल्या भूकंपात फक्त ११५ मृत्यू पावले परंतु तीव्रता व पायरी या दृष्टीने पहाता अलास्काच्या भूकंपात विमुक्त झालेली ऊर्जा अगादिर भूकंपातील ऊर्जेच्या ६ हजार पटींनी जास्त होती.
भूकंपाच्या धक्क्याचा जोर किंवा महत्ता त्याच्या परिणामापेक्षा त्या धक्क्यातून किती ऊर्जा विमुक्त झाली, यावर ठरविणे हे अधिक शास्त्रीय आहे. अमेरिकेतील कॅलिफोर्निया इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी येथील भूवैज्ञानिक चार्ल्स एफ्. रिश्टर यांनी १९३५ मध्ये भूकंपाची महत्ता ठरवण्याचा एक नवीन मापक्रम तयार केला. याच मापक्रमाचा आता सर्व भूकंपीय अभ्यासात वापर होतो. या मापक्रमातील मापनात भूकंपाच्या धक्क्यामुळे उत्पन्न होणाऱ्या तरंगांच्या परमप्रसराचा उपयोग करतात. कोणत्याही भूकंपाची नोंद ज्या ज्या स्थानकात झाली असेल तेथील भूकंपलेखावरून त्या जागी येऊन पोहोचलेल्या तरंगांचा परमप्रसर समजतो. अर्थात भूकंपाच्या नाभीपासून जो जो दूर जावे तसतशी तरंगांची ऊर्जा कमी झाल्याने परमप्रसरही कमी भरतो. सर्व भूकंपाची तुलना करणे सोपे जावे म्हणून भूकंपाच्या धक्क्यांच्या विविध स्थानकांत झालेल्या नोंदीवरून त्या तरंगांचा परमप्रसर नाभीपासून १०० किमी. अंतरावर असलेल्या भूकंपलेखात किती भरला असता, हे गणिती सूत्राने काढतात व हा आकडा त्या भूकंपातील ऊर्जेचा द्योतक मानतात.
रिश्टर मापक्रमात अगदी अत्यल्प ऊर्जेच्या भूकंपाच्या धक्क्याला ‘शून्य’ पायरी दिली आहे. त्यापुढे १, २, ३ अशा चढत्या ऊर्जेच्या ९ पर्यंत पायऱ्या आहेत. या मापक्रमात प्रत्येक पुढच्या पायरीला भूकंपाचा जोर दहापटींनी वाढत जातो. क्र. १ पायरीच्या धक्क्यातील तरंगांचा जो परमप्रसर येईल त्यापेक्षा क्र. २ पायरीच्या भूकंपातील
कोष्टक क्र. ३. रिश्टर भूकंप महत्ता मापक्रम
महत्ता पायरी तितकीच ऊर्जा विमुक्त होण्यासाठी विमुक्त होणाऱ्या ऊर्जेचे
लागणारे ट्रायनायट्रोटोल्यूइन स्फोटक द्रव्य दृश्य परिणाम
० ६०० ग्रॅम झाडाचा बुंधा उखडण्यासाठी केलेला स्फोट.
१ २० किलोग्रॅम बांधकामातील पाया खणण्यासाठी केलेला लहान स्फोट.
२ ६०० किलोग्रॅम सर्वसामान्य दगडांच्या खाणीतील स्फोट
३ २० मेगॅग्रॅम खाणीतील मोठा स्फोट
४ ६०० मेगॅग्रॅम लहान अणुबाँब
५ २० गिगॅग्रॅम सर्वसामान्य अणुबाँब
६ ६०० गिगॅग्रॅम हायड्रोजन बाँब
७ २० टेरॅग्रॅम ३० हायड्रोजन बाँबचा एकत्रित स्फोट
८ ६०० टेरॅग्रॅम एक हजार हायड्रोजन बाँबचा एकत्रित स्फोट
९ २०,००० टेरॅग्रॅम जगातील सर्व दगडी कोळसा व खनिज तेल यांच्या पाच
वर्षांच्या उत्पादनातून निर्माण होणारी ऊर्जा
३०,००० हायड्रोजन बाँबचा एकत्रित स्फोट.
[१ मेगॅग्रॅम = १०६ ग्रॅम= १,००० किलोग्रॅम = १ टन१ गिगॅग्रॅम = १०९ ग्रॅम= १ किलोटन = १,००० टन
१ टेरॅग्रॅम = १०१२ ग्रॅम= १ मेगॅटन = १०,००,००० टन.]
तरंगांचा परमप्रसर दहापट असेल आणि क्र. ३ पायरीच्या भूकंप तरंगांचा परमप्रसर १०० पट होईल. भूकंपाची महत्ता (म) आणि विमुक्त होणारी ऊर्जा (ऊ) यांचा संबंध लॉग ऊ = ५.८ + २.४ म या सूत्राने दर्शविता येतो (येथे ऊर्जा ‘अर्ग’ या एककात मोजलेली आहे). सामान्यतः प्रत्येक वरच्या पायरीच्या (महत्तेच्या) भूकंपात विमुक्त होणारी ऊर्जा त्याच्या लगेच खालच्या पायरीपेक्षा सु. ३० पटींनी जास्त असते.
भूकंपाची भौगोलिक वाटणी : जगाच्या पाठीवर कोठे ना कोठे तरी प्रत्येक ५–१० मिनिटांनी भूकंपाचा धक्का बसल्याची नोंद सूक्ष्मग्राही भूकंपमापक उपकरणात होते. भूकंपतज्ञांच्या पाहणीनुसार जगात प्रतिवर्षी सरासरीने १० लक्ष भूकंप होतात. त्यांतील कित्येक भूकंप सागरतळाशी होत असल्याने त्यांची फारशी माहिती मिळत नाही. सुमारे ५,००० भूकंपाची मापक उपकरणात नोंद होते. दरवर्षी सरासरीने निदान २ धक्के उथळ भागात नाभी असणारे आणि अनर्थकारक ठरतात. धक्क्यांच्या
महत्तेचेसरासरी प्रमाण ७ महत्तेच्या एका धक्क्यामागे ६ महत्तेचे १० धक्के, तर ५ महत्तेचे १०० धक्के असून याच प्रमाणात कमी महत्तेच्या धक्क्यांची संख्या वाढत जाते.
जगाच्या पाठीवर कोणत्याही ठिकाणी भूकंपाची नोंद होत असली, तरी प्रत्यक्ष भूकंप घडून येण्याची ठिकाणे मात्र सर्वत्र सारख्या प्रमाणात विखुरलेली नसून काही विवक्षित क्षेत्रांतच एकवटलेली दिसतात. ही क्षेत्रे जागृत ज्वालामुखी क्रियेशी संबंधित असलेली, तसेच ज्या भागात भूपट्टांच्या सीमारेषा असून त्यांच्यात कमीअधिक हालचाल चालू आहे, अशा ठिकाणी आढळतात. सुमारे १८५० नंतरच्या शंभर वर्षात घडून आलेल्या भूकंपाची अपिकेंद्रे जगाच्या नकाशावर नोंदली असता, असे दिसते (आ.६) की, बहुतेक भूकंप स्पष्टपणे दिसून येणाऱ्या दोन पट्‌ट्यांतच एकवटलेले आहेत. या पट्‌ट्यांना पॅसिफिक परिवेष्टी पट्टा आणि भूमध्यसामुद्रिक व आशिया संक्रामी पट्टा अशी नावे आहेत.
पॅसिफिक परिवेष्टी पट्‌ट्यात अलास्का, अल्यूशन बेटांपासून ते न्यूझीलंडपर्यंतच्या बेटांच्या चापाकृती मालिका, तसेच सूंदा व इंडोनेशिया बेटांचा समूह यांचा समावेश होता. अमेरिकेच्या बाजूने उत्तर अमेरिकेची पश्चिम सीमा, तसेच अटलांटिक महासागरात घुसणारा कॅरिबियन बेटांचा समूह आणि दक्षिण अमेरिकेच्या टोकाशी असणारा अंटार्क्टिकाचा ग्रॅहॅम भूभाग यांचाही समावेश या पट्‌ट्यात होतो. जगात दरवर्षी होणाऱ्या सर्व भूकंपापैकी ८० टक्के उथळ भूकंप, ९० टक्के मध्यम खोलीचे भूकंप आणि जवळजवळ सर्व खोल भूकंप पॅसिफिक परिवेष्टी पट्‌ट्यात घडून येतात.
भूमध्यसामुद्रिक व आशिया संक्रामी पट्टा उत्तर आफ्रिकेतील व यूरोपातील अझोर्स बेटे व आल्प्स पर्वतरांगांपासून सुरू होऊन आशिया मायनर, कॉकेशस, इराण, बलुचिस्तान या मार्गे पामीर, हिमालय, तिबेट ते चीनपर्यंत जातो. याचाच एक फाटा तिएनशान पर्वत आणि मंगोलियातून बैकल सरोवराकडे जातो. दुसरा एक फाटा ब्रह्मदेशातून इंडोनेशियाकडे जातो. भूवैज्ञानिक द्दष्ट्या हा भाग इंडोनेशिया द्विपसमूहाचाच विस्तारित फाटा मानणे योग्य ठरेल. उथळ बागात घडून येणारे बहुतेक सर्व मोठे धक्के व मध्यम खोलीच्या भागातील उरलेले धक्के या पट्‌ट्यात घडून येतात. अती खोल भूकंपाचे धक्के या पट्‌ट्यात बसत नसावेत, अशी पूर्वी समजूत होती परंतु १९५४ मध्ये स्पेनमध्ये सिएरा नेव्हाडाच्या दक्षिण उताराच्या प्रदेशात ६३० किमी. खोलीवर बसलेल्या मोठ्या ऊर्जेच्या भूकंपाच्या धक्क्याने ही समजूत खोटी ठरली पण अशी उदाहरणे अपवादात्मकच आहेत.
भूकंपाचे हे दोन प्रमुख पट्टे तृतीय (सु. ६ ते १.२ कोटी वर्षापूर्वीच्या ) आणि त्यानंतरच्या काळात घडून आलेल्या गिरिजनन (पृथ्वीच्या कवचाला घड्या पडून पर्वताच्या रांगा असलेले पट्‌ट्यांसारखे प्रदेश निर्माण होण्याच्या) हालचालींशी संबंधित असल्याचे दिसून येते. या क्षेत्रातील पर्वतरांगांच्या उत्थापनाच्या हालचाली अद्यापही चालू असल्याचे व अगदी अलीकडच्या काळापर्यंत हा भूभाग अस्थिर अवस्थेत असल्याचे जाणवते. जागृत व अलीकडेच मृत झालेल्या ज्वालामुखी पर्वताचा आढळही याच पट्‌ट्यांशी संबंधित आहे.
खोलीनुसार भूकंपांची वाटणी : भूकंपांची नाभी जरी भूपृष्ठापासून ७२० किमी. खोलीपर्यंत असू शकते असे आढळले, तरी बहुसंख्य मोठे व अनर्थकारी भूकंप अगदी उथळ भागात, भूपृष्ठापासून ४५ किमी. खोलीच्या आतच घडून येतात. त्यातही ८० टक्के भूकंपांची नाभी पृष्ठापासून ८ किमी. खोलीपर्यंत असते. भूपट्टांच्या सीमारेषा जेथे एकमेकींना मिळतात, त्याच भागात बहुसंख्य भूकंप घडून येतात. सागरतळाशी असणाऱ्या मध्यसागरी पर्वतरांगांशी संबंधित असणारे सर्व भूकंप उथळ नाभीचे असतात. मध्यम खोल आणि अतिखोल नाभी असणारे बहुतेक सर्व भूकंप पॅसिफिक परिवेष्टी पट्‌ट्यातच आढळतात. दोन भूपट्टांची समोरासमोरून टक्कर होते त्यावेळी एक भूपट्टाची कड खाली दुमडून दुसऱ्या भूपट्टाखाली तिरकी खोल जाते. अशा खोल जाणाऱ्या तिरक्या रेषेच्या दिशेतच मध्यम व खोल नाभी असणारे भूकंप घडून येतात.
भारतातील भूकंपप्रवण प्रदेश : १९६० सालानंतर झालेल्या भूपट्ट सांरचनिकीच्या अभ्यासात दिसून आल्याप्रमाणे भारतीय भूपट्ट यूरेशियन भूपट्टाला हिमालय पर्वतरांगांच्या रेषेवर भिडला असून भारताचा भूभाग उत्तरेकडे व ईशान्येकडे सरकत आहे. त्यामुळे हिमालयाच्या रांगा हे अत्यंत धोक्याचे भूकंप क्षेत्र झाले आहे. भारतात उत्तर बिहार, आसाम व उत्तर प्रदेशातील हिमालयाच्या पायथ्याचा भाग, कांग्रा खोरे, काश्मीर, कच्छ व अंदमान हे भूकंपग्रस्त विभाग आहेत. भारताचे दक्षिण पठार हे आजवर स्थिर व भूकंपाचा धोका नसणारे समजले जात असे तथापि १९६७ च्या कोयनानगर भूकंपानंतर या प्रदेशाचा नव्याने अभ्यास होत आहे.
अणुस्फोटजन्य भूकंप : अणुस्फोटाने नैसर्गिक भूकंपासारखेच तरंग निर्माण होतात. १९४५ मध्ये अमेरिकेतील न्यू मेक्सिकोच्या वाळवंटात अणुबाँबचा पहिला स्फोट केला गेला. त्याची नोंद जगाच्या विस्तृत भागांतील भूकंपमापक स्थानकांमध्ये झाली होती. भारतात भाभा अणुसंशोधन केंद्राने १९६५ मध्ये बंगलोरच्या उत्तरेस ८० किमी. वर गौरीबिदनूर येथे भूमिगत अणुस्फोट ओळखण्यासाठी व त्यांच्या विषयीची माहिती मिळविण्यासाठी एक भूकंपमापक स्थानक स्थापन केले. तेथे २५ किमी. × २५ किमी. च्या क्षेत्रात अनेक भूकंपमापक बसविण्यात आले आहेत. पृथ्वीत कोठेही होणाऱ्या नैसर्गिक भूकंपाची, तसेच मानवनिर्मित अणुस्फोटाची नोंद येथे होते. अणुस्फोटाने अथवा भूकंपाचे स्थान व वेळ यांची अचूक माहिती त्यावरून कळते. नोंदीच्या स्वरूपावरून अणुस्फोट आणि नैसर्गिक भूकंप यांतील फरक लगेच समजतो. भूकंपाचा धक्का बसण्यापूर्वी व विशेषतः नंतर अनेक लहान धक्के बसतात तसे अणुस्फोटाचे होत नाही. अणुस्फोट अत्यंत वेगाने घडून येतो व त्यातील ऊर्जा सर्व दिशांना सारख्याच प्रमाणात पसरते. अणुस्फोटामुळे उद्‌भवणाऱ्या तरंगांचा आवर्तकालही वेगळा असतो. गौरीबिदनूर येथे सरासरीने रोज ८ भूकंपाची नोंद होते. या स्थानकात तीन हजार किमी. अंतरापेक्षा अधिक अंतरावरचे धक्के चांगल्या प्रकारे नोंदले जातात.
भूकंपविज्ञान : पृथ्वीच्या आणि आता चंद्र, मंगळ, गुरू, शुक्र इ. ग्रह व उपग्रह यांच्या कंपनयुक्त हालचालींचा अभ्यास करण्याचे शास्त्र. याची सुरुवात नैसर्गिक भूकंपामुळे निर्माण होणाऱ्या तरंगांच्या अभ्यासातून झाली पण नंतर यात कृत्रिम स्फोटनामुळे घडून येणाऱ्या कंपन हालचालींच्या अभ्यासाचाही समावेश झाला. हा अभ्यास कंपनाची नोंद व लेखन सूक्ष्मग्राही भूकंपमापक उपकरणाने करून त्याच्या साहाय्याने करण्यात येतो. या अभ्यासातून भूकंप या आविष्काराची सविस्तर माहिती मिळतेच पण पृथ्वीच्या कवचातील खडकांच्या संरचना, त्यांचे भौतिक गुणधर्म, भूमिजल, खनिज तेल इत्यादींचे साठे, पृथ्वीचे प्रावरण, गाभा इत्यादींविषयीची माहिती मिळण्यासही मदत होते.
संवेदनशील भूकंपमापक उपकरणामुळे अत्यंत कमी तीव्रतेचे नैसर्गिक भूकंप, मानवनिर्मित स्फोट, ज्वालामुखीचे उद्रेक, त्याचप्रमाणे सागरी वादळांमुळे उत्पन्न होणारी सूक्ष्म भूकंपने यांचीही नोंद होऊ शकते. नैसर्गिक भूकंप व मानवनिर्मित स्फोट, त्यांचे स्थान (नाभी, अपिकेंद्र व स्फोटनबिंदू), तसेच नेमका काळ हे माहीत असतात किंवा त्यांची निश्चिती करता येते. त्यावरून तरंगांचा वेग समजतो आणि त्यावरून ते ज्या माध्यमातून आले, त्याचीही माहिती मिळते.
भूकंपदर्शक : भूकंपतरंगांच्या वैशिष्ट्यांनुसार व अभ्यासाच्या उद्दिष्टांनुसार विविध गुणविशेषांची भूकंपदर्शक व भूकंपमापक उपकरणे वापरतात. सामान्यतः ६ ते ८ सेकंदांहून अधिक आवर्तकालाच्या तरंगांना संवेदनशील असणाऱ्या उपकरणांना ‘दीर्घकालीय’ आणि ६ सेकंदाहून कमी आवर्तकालाच्या तरंगांची नोंद करणाऱ्या उपकरणांना ‘लघुकालीय’ भूकंपदर्शक म्हणतात. खनिज तेल व भूमिजल यांच्या संशोधनासाठी वापरण्यात येणाऱ्या ‘भूकर्ण’ नावाच्या भूकंपदर्शकाची महत्तम संवेदनशीलता ०.०१ ते ०.१ सेकंद इतक्या आवर्तकालाची असते. कृत्रिम स्फोटनाने निर्माण होणारे उच्च कंप्रतेचे (दर सेकंदास होणाऱ्या कंपनांची संख्या उच्च असलेले) भूकंपतरंग या उपकरणात चांगल्या प्रकारे नोंदले जातात [⟶खनिज पूर्वेक्षण]. ताण भूकंपमापक व गुरुत्वमापक उपकरणे दीर्घ आवर्तकालाच्या तरंगांची नोंद करण्यास उपयुक्त ठरतात.
भूकंपमापक : बहुतेक सर्व भूकंपमापक उपकरणांचे, त्यांच्यातील मूलभूत यंत्रणा व प्रतिसादी घटक यांच्यानुसार दोन प्रमुख प्रकार होतात. एका प्रकारात लंबक हा प्रतिसादी घटक असतो, तर दुसऱ्या प्रकारात ताणाला देणारा घटक असतो.
लंबकयुक्त भूकंपमापकात एक जड वजन असे टांगलेले किंवा चौकटीला जोडलेले असते की, वजन चौकटीच्या सापेक्ष मुक्तपणे आंदोलन पावू शकेल. वजन आपल्या स्थानापासून विचलित होताच ते मूळस्थानी आणण्यासाठी त्याच्यावर पुनःस्थापक प्रेरणा कार्य करू लागते. ही प्रेरणा स्प्रिंग अथवा गुरुत्वाकर्षण या प्रकारची असते. पुनःस्थापक प्रेरणेप्रमाणेच लंबकाची आंदोलने दीर्घकाळ चालू न राहता लवकर थांबावीत म्हणून हालचालीचे दमन करणारी, लंबकाच्या वेगाप्रमाणे कमीजास्त होणारी आणि विरुध्द कार्य करणारी संदमक प्रेरणाही असते. ही संदमक प्रेरणा बहुशः विद्युत् चुंबकीय प्रकारची असते. लंबकाची चौकट जमिनीतील खडकांशी पक्की जोडलेली असते. जेव्हा जमीन कंप पावते त्या वेळी जमिनीबरोबरच चौकटही हलते परंतु जडत्वामुळे लंबक चौकटीबरोबर न हालता वेगळा हलतो व हेलकावे खाऊ लागतो. लंबक व चौकट यांच्या हालचालीतील फरकाचे वर्धन व संस्करण करुन तो आलेखरूपात नोंदला जातो. यालाच भूकंपलेख म्हणतात.
जमिनीच्या हालचालीचे यथातथ्य मापन करण्यासाठी एकमेकांशी काटकोनात हलणारे किमान तीन लंबक आवश्यक असतात. एक लंबक वरखाली उदग्र (उभ्या) दिशेतील हालचाल मोजण्यासाठी आणि दुसरे दोन लंबक आडव्या क्षैतिज पातळीतील हालचाल मोजण्यासाठी असतात. सामान्यतः हे लंबक पूर्व-पश्चिम आणि उत्तर-दक्षिण या दिशांतील आडवी हालचाल नोंदतात. अशा मापक उपकरणांना त्रिघटकी भूकंपमापक म्हणतात. यातील आलेखावरून भूकंपतरंग नेमके कोणत्या दिशेने आले हेही समजू शकते आणि प्राथमिक व द्वितीयक
तरंग येऊन पोहोचण्यास लागणाऱ्या काळांतील फरकावरून भूकंपाच्या उगमाचे अंतरही काढता येते.
क्षैतिज पातळीतील हालचाल दाखविणारा साधा प्रकार म्हणजे घड्याळांचा लंबक होय पण या प्रकारच्या लंबकाचा भूकंपमापनात वापर करता येत नाही, कारण दोन सेकंदाहून अधिक आवर्तकाल असणाऱ्या लंबकाची लांबी अव्यवहार्य होईल. यासाठी असा लंबक उभा टांगलेला न ठेवता तो आडवा टांगतात. लंबकाचे वजन एका आडव्या दांडीच्या टोकाशी बसविलेले असून दांडीचे दुसरे टोक उभ्या आधारभूत स्तंभाशी बिजागरीने अथवा टेकूने बसविलेले असते त्यामुळे हा आडवा लंबक क्षैतिज पातळीत हलू शकतो. दांडीचे वजन आधारस्तंभाच्या वरच्या बाजूस पक्क्या केलेल्या एका तारेने तोलून धरलेले असते. वजन मूळच्या स्थितीपासून क्षैतिज दिशेने जराही विचलित होताच दांडी आडव्या पातळीत हलू लागते. त्याच वेळी मूळ स्थितीपासून बाजूला जाताना दांडीचे वजन असलेले टोक थोडेसे उचलले जाते त्यामुळे गुरुत्वाकर्षण प्रेरणा तिला मूळ स्थितीत आणू पाहते. अशा रचनेचे हे लंबक एक मिनिट किंवा त्याहूनही दीर्घ आवर्तकालाच्या तरंगांना संवेदशील असू शकतात. मिल्न-शॉ भूकंपमापक (जॉन मिल्न व जे. जे. शॉ यांनी तयार केलेला भूकंपमापक ) हे या प्रकारच्या लंबकाचे उदाहरण आहे (आ.७). जे. ए. अँडरसन व एच्. ओ. वुड यांनी तयार केलेल्या क्षैतिज घटक भूकंपमापकात परिपीडन (पीळ पडल्याने ज्यात आंदोलने निर्माण होतात असा) लंबक वापरलेला असतो. या मापकात एका स्थिर चौकटीला पक्क्या ताणून बसविलेल्या उभ्या बारीक तारेला तारेच्या मध्यापासून जरासे खाली किंवा वर विमध्य रीतीने तांब्याचा उभा दंडगोल (वजन सु. ०.७० ग्रॅम) बसविलेला असतो (आ.८). कंपनांमुळे दंडगोल उलटसुलट दिशेने फिरतो व त्यामुळे तार पिळवटली जाते. या प्रकारच्या लंबकाने ०.१ सेकंदापासून तो १ सेकंदापर्यंत अथवा अधिक मोठ्या कालावधीच्या आवर्तकालाच्या कंपनांची नोंद करता येते.
उदग्र घटक मोजण्यासाठी वापरण्यात येणाऱ्या लंबकाचा सर्वांत साधा प्रकार म्हणजे स्प्रिंगला टांगलेले वजन होय. आडव्या दिशेने होणारी हालचाल रोखण्यासाठी रोधक घटक वापरलेले अशा प्रकारचे भूकंपमापक भूकंपीय खनिज पूर्वेक्षणाच्या कामी उपयोगी पडतात. हे लंबक सामान्यतः १ सेकंद आवर्तकालाचे असतात. १ सेकंदाहून अधिक आवर्तकालाच्या लंबकासाठी स्प्रिंगचा विस्तार अव्यवहार्य होण्याइतका मोठा होतो. जे. ए. यूईंग आणि ल्यूसेन ला कोस्टा यांनी स्प्रिंगयुक्त लंबकाच्या रचनेत बरेच बदल करुन ८० सेकंदापर्यंतच्या आवर्तकालाची कंपने मोजता येतील, असे भूकंपमापक तयार केले.
भूकंप-आलेखन यंत्रणा : सुरुवातीच्या भूकंपमापकांत लंबकाची हालचाल तरफांच्या साहाय्याने वर्धित करुन ती टोकदार सुईने काजळीचा लेप दिलेल्या कागदाच्या पट्टीवर नोंदण्याची व्यवस्था असे. यात सुईचे कागदाशी होणारे घर्षण व तरफांची संख्या यांमुळे हालचालीच्या वर्धनाला मर्यादा पडते. मिल्न व शॉ यांनी त्यांच्या भूकंपमापकात लंबकाला बसविलेल्या आरशाच्या साहाय्याने प्रकाशकिरण छायाचित्रण कागदावर परावर्तित करून लंबकाच्या हालचालीचे हवे तेवढे वर्धन करण्याचे तंत्र विकसित केले. अशा पद्धतीने अत्यंत संवेदनशील-भूकंप-मापकात जमिनीची सूक्ष्म हालचाल तीन हजार पटींनी वर्धित करून नोंदण्याची सोय करता येते.
विद्युत् चुंबकीय भूकंपमापक : बी. बी. गल्यीत्सिन यांनी विद्युत् चुंबकीय यंत्रणा व प्रकाशीय वर्धन यांचा उपयोग करून भूकंपमापकाची संवेदनशीलता वाढविली. या पद्धतीत लंबकावर तारेचे एक छोटे विद्युत् संवाहक वेटोळे बसविलेले असून ते चौकटीला बसविलेल्या कायम स्वरूपी चुंबकीय क्षेत्रात हलू शकेल, अशी व्यवस्था केलेली असते. लंबकाबरोबर तारेचे वेटोळे हलू लागताच त्यांच्यात विद्युत् प्रवाह निर्माण होतो. हा क्षीण विद्युत् प्रवाह वर्धित करून आरसा बसविलेल्या गॅल्व्हानोमीटरावर [⟶गॅल्व्हानोमीटर] त्याची नोंद होते. लंबकाचे वजन सु. २५ किग्रॅ. असून वेटोळ्याचे व आरशाचे वजन त्यामानाने अगदी क्षुल्लक असल्याने मूळ हालचाल दहा हजार पटींनी वर्धित करणे शक्य होते.
ह्यूगो बेनिऑफ यांनी ०.२ ते ५ सेकंद इतक्या लहान आवर्तकालाची कंपने नोंदण्यासाठी एक वेगळ्या प्रकारचा भूकंपमापक तयार केला. यामध्ये १०० किग्रॅ. वजनाचा एक दंडगोल एका सर्पिल स्प्रिंगने अशा प्रकारे टांगलेला असतो की, त्याचा आवर्तकाल १ सेकंद असेल. इतक्या मोठ्या वजनाच्या व अल्प आवर्तकालाच्या मापकात गल्यीत्सिन भूकंपमापकाप्रमाणे चल वेटोळ्याचा गॅल्व्हानोमीटर वापरणे शक्य नसते त्याऐवजी एका स्थायी चुंबकाचा चुंबकीय स्त्रोत लोह मिश्रधातूच्या चार तुकड्यांच्या मधे ठेवलेल्या उघड्या फटीतून जाईल अशी व्यवस्था केलेली असते. लंबकाच्या हालचालीमुळे या तुकड्यांच्या एका जोडीतील अंतर कमीजास्त होते व त्यामुळे फटीची रुंदी कमीजास्त होते. त्यामुळे चुंबकीय स्त्रोतात फरक होऊन फटीच्या दोन जोड्यांतील विद्युत् प्रवाहात फरक होतो. हा फरक गॅल्व्हानोमीटराने वर्धित करून नोंदला जातो. या मापकाने ०.२ सेकंदाइतक्या सूक्ष्म आवर्तकालाची कंपनेही नोंदता येतात.
ताण भूकंपमापक : ह्यूगो बेनिऑफ यांनीच १९३५ मध्ये ताण भूकंपमापकाचा विकास केला. यामध्ये कंपनांना संवेदनशील अशा लंबकाऐवजी जमिनीत निर्माण होणाऱ्या रेखीय ताण व दाब यांना संवेदनशील असणाऱ्या घटकाचा वापर केलेला असतो. या मापकात ३० सेंमी. व्यासाचे दोन पोलादी नळ घट्ट खडकात उभे रोवलेले असतात. त्यांच्यातील आडव्या दिशेने १८ ते ३० मी. अंतर ठेवतात. एवढ्या लांबीची कॉर्ट्झ या खनिजांची कांडी एका बाजूच्या स्तंभाला पक्की जोडलेली असते आणि दुसऱ्या बाजूच्या स्तंभात व कांडीच्या दुसऱ्या टोकात किंचित फट ठेवतात. या फटीत ऊर्जा परिवर्तक (एका प्रकारच्या ऊर्जेचे–येथे ताण व दाब यांचे –दुसऱ्या प्रकारच्या ऊर्जेमध्ये–येथे विद्युत् ऊर्जेमध्ये–रूपांतर करणारे साधन) बसविलेला असतो. जमिनीतून भूकंपतरंग जाताना या दोन स्तंभातील जमीन ताणली जाते व दाबली जाते त्यामुळे क्वॉर्ट्झ व स्तंभ यांतील फट लहानमोठी होते. हा फरक ऊर्जापरिवर्तकामध्ये होणाऱ्या विद्युत् प्रवाहातील फरकाच्या रुपाने मोजता येतो. योग्य प्रकारचा ऊर्जापरिवर्तक वापरून ताणामध्ये होणारे जलद व सावकाशीचे बदल यांची वेगवेगळी नोंद करता येते.
सुवाह्य भूकंपमापक : भूमिगत खडकांच्या संरचनेच्या अभ्यासासाठी केलेल्या कृत्रिम स्फोटाने निर्माण होणारे भूकंपतरंग उद्‌गमापासून कमी अंतरावर नोंदविण्याकरिता हे भूकंपमापक वापरण्यात येत असत. या भूकंपमापकांचा आवर्तकाल कमी असून ⇨ इलेक्ट्रॉनीय विवर्धकांच्या समवेत त्यांचा उपयोग करण्यात येई. १९५० मध्ये पी. एल्. विल्‌मोर यांनी उद्‌गमापासून बऱ्याच दूरपर्यंत भूकंपतरंग नोंदविणारे आणि त्याचबरोबर सुवाह्य व मजबूत असलेले असे मध्यम प्रकारचे भूकंपमापक तयार केले. या भूकंपमापकात गॅल्व्हानोमीटरचा नोंदणीसाठी उपयोग करण्यात येतो आणि वेधशाळांतील इतर अनेक उपलब्ध भूकंपमापकांच्या मानाने त्यांची कार्यमानता चांगली आहे. विल्‌मोर व इतर सुवाह्य भूकंपमापकांचा एक मोठा फायदा म्हणजे मोठ्या कृत्रिम स्फोटापासून निर्माण होणारे तरंग अथवा नैसर्गिक भूकंपाचे सातत्याने बसणारे पश्चात धक्के नोंदविण्यासाठी ही उपकरणे अल्पावधीत उभारता येतात.
इतर सुधारणा : नैसर्गिक भूकंप व कृत्रिम स्फोट यांपासून निर्माण होणारे तरंग नोंदविण्यासाठी व संबंधित इतर कामांसाठी विविध परिस्थितीत वापरावयाची अनेक नवी उपकरणे विकसित करण्यात येत आहेत. यांमध्ये परिभ्रमण भूकंपमापक, मोठ्या भूभागांचे दीर्घ काळात (कित्येक दिवसांत वा अधिक काळात ) होणारे मंद कोनीय विचलन मोजणारे विचलनमापक, उच्च-लाभ (काळजीपूर्वक निवडलेल्या ठिकाणी १०५ इतकी वर्धनक्षमता असलेले), रुंद-कंप्रता-पट्टा व दीर्घ आवर्तकाल असलेले भूकंपमापक, चांद्र व ग्रहीय भूकंपमापक, सागरतळावर वापरावयाचे भूकंपमापक, सरळ अंकीय स्वरुपात नोंदणी करणारे भूकंपमापक, भूकंपीय परावर्तन सर्वेक्षणासाठी उच्च-वेगी, बहुपरिवाही संगणक (गणक यंत्र) नियंत्रित प्रणाली इत्यादींचा समावेश आहे.
भूकंपाचे पूर्वानुमान : सर्व जगभर मिळून दरवर्षी लक्षावधी लहानमोठे भूकंपाचे धक्के बसत असतात आणि त्यांपैकी किमान २ धक्के मोठ्या उर्जेचे व विनाशकारी असतात. असे असूनही हे धक्के नेमके कोणत्या जागी व केव्हा बसतील याची आगाऊ कसलीही कल्पना नसल्यामुळे असा आकस्मिक धक्का दाट लोकवस्तीच्या शहरात बसल्यास फार मोठी प्राणहानी व वित्तहानी होते. महापूर व आवर्ती चक्री वादळे या नैसर्गिक आपत्तींची निदान २-४ दिवस आधी स्पष्ट कल्पना येऊ शकते. त्यामुळे त्या त्या प्रदेशात धोक्याची सूचना देऊन विनाशाचे प्रमाण शक्य तितके कमी करता येते. अशाच प्रकारे भूकंपाच्या धक्क्याचेही पूर्वानुमान करणे शक्य व्हावे यासाठी जगातील सर्व देशांत (विशेषतः अमेरिका, रशिया, जपान व चीन या देशात ) १९५० नंतर जोराने संशोधन सुरू आहे आणि या बाबतीत प्रगती होत असून नजीकच्या भविष्यकाळात अनर्थकारक भूकंपाच्या धक्क्याचे अचूक पूर्वानुमान करता येण्याची शक्यता आहे.
भूकंपाच्या पूर्वानुमानामध्ये चार महत्त्वाचे घटक असतात. ते असे : (१) भूकंपाच्या अपिकेंद्राची नेमकी जागा : यात १ अक्षांश व १ रेखांश यांहून अधिक फरक पडू नये (२) नेमकी वेळ : यात वर्ष,फरक पडू नये (२) नेमकी वेळ : यात वर्ष, महिना व निदान दिवस निश्चित सांगता यावा (३) धक्क्याची महत्ता : यात रिश्टर मापक्रमानुसार अर्ध्याहून अधिक फरक नसावा (४) पूर्वानुमानाची संभाव्यता : यात कदाचित, बहुधा, निश्चित अशा पायऱ्या असाव्यात. या कसोट्यांना उतरतील अशी भूकंपाची पूर्वानुमाने १९७० पासून रशिया, अमेरिका, जपान व चीन या देशांत वाढत्या प्रमाणात होत आहेत. काही भाकिते चुकीचीही ठरत आहेत. त्यांचे प्रमाण उत्तरोत्तर कमी होत आहे.
इ. स. १९६० पासून भूकंपाचे धक्के बसलेल्या ठिकाणच्या परिस्थितीची पाहणी व संशोधन केल्यानंतर भूकंपांचे आगाऊ निदान करण्यासाठी उपयुक्त ठरणारी माहिती हाती आली आहे. भूकंपाचा धक्का बसण्यापूर्वी त्या भूभागातील खोल खडकांच्या विद्युत् रोधात मोजता येण्याजोगा बदल होतो कित्येक भूकंपांच्या धक्क्यांच्या आधी तेथील खडकांतून प्रवास करणाऱ्या तरंगांच्या वेगात स्पष्ट बदल झालेला दिसून येतो. ही धोक्याची सूचना त्या भागातील कोणत्याही सामान्य भूकंपमापकांत मिळू शकते. भूकंप होणाऱ्या जागी पृष्ठाचा आकार बदलून जमीन वर, खाली किंवा पिळवटल्यासारखी होते. हा बदल सामान्य नजरेला जाणवण्याजोगा नसला, तरी सूक्ष्ममापक उपकरणांनी मोजता येतो आणि या विरुपणावरुन त्या भागातील खडकांत किती ताण साचला आहे हे समजते. भूकंप होण्यापूर्वी तेथील भूमिजलात रेडॉन या किरणोत्सर्गी (भेदक कण वा किरण बाहेर टाकणाऱ्या) वायूचे प्रमाण बरेच वाढते. विहिरींतील पाण्याच्या तपासणीतून हे समजू शकते. भूकंप घडून येण्याच्या पूर्वी सु. २ महिने तेथील खडकाची विद्युत् संवाहकता कमी होऊ लागते आणि प्रत्यक्ष धक्का बसण्याच्या सुमारास ती सर्वात कमी झालेली असते. खडकांच्या चुंबकीय क्षेत्रातही लक्षणीय बदल होतो. प्रत्यक्ष धक्का बसण्याच्या अगोदर व धक्क्यानंतर तेथील आकाशात एक वेगळीच चमकदार प्रकाशदीप्ती दिसल्याचे जपानी व अमेरिकन शास्त्रज्ञांनी नमूद केले आहे. भूकंप अपिकेंद्रापासून ११० किमी. अंतराच्या परिसरात असा प्रकाश दिसू शकतो. विभंगपृष्ठावर खडकांचे घर्षण होऊन त्यामुळे विद्युत् भार निर्माण होत असावा व त्यामुळे ⇨ ध्रुवीय प्रकाशाप्रमाणे आकाशात हा प्रकाश निर्माण होत असावा, असे मानले जाते.
भूकंपाच्या आधी त्या भागातील प्राण्यांच्या वागणुकीतही आकस्मिक बदल दिसून येतात. चीनमध्ये याविषयी सविस्तर पाहणी झाली असून त्यात तथ्य असल्याचे इतर देशांतील भूकंपशास्त्रज्ञांनी मान्य केले आहे. उंदीर बिळातून व घरातून बाहेर पडतात. सापही बिळातून बाहेर पडतात. कबुतरे घाबरल्यासारखी होऊन खुराड्यात परत न येता आकाशात घिरट्या घालत राहतात. ससे बावरून वाकड्या तिकड्या उड्या मारतात. प्राणीसंग्रहालयातील प्राण्यांमध्येही असा बदल दिसून येतो. प्राणी व पक्षी यांना भूचुंबकीय क्षेत्रातील बदल, वातावरणीय दाबातील बदल आणि मानवी कानांना ऐकू येण्याच्या मर्यादेपेक्षा कमी कंप्रतेचे ध्वनितरंग माणसापेक्षा अधिक चांगले जाणवतात. त्यामुळे त्यांच्या वर्तनात हा बदल होत असावा.
पृथ्वीच्या पृष्ठावर व खोल खडकांत घडून येणाऱ्या बदलांचे सूक्ष्म प्रमाणात मापन करण्यासाठी पुढील पद्धतींचा वापर करतात : (१) लेसर किरण [⟶लेसर] सर्वेक्षण यंत्रणेने भूपृष्ठाचे सूक्ष्म विरूपण मोजणे (२) नेहमीच्या सर्वेक्षण पद्धतीने विस्तृत भागातील पृष्ठाचे वेळोवेळी मापन करणे (३) चुंबकीय क्षेत्रमापकाने खडकांच्या चुंबकीय क्षेत्रातील बदल मोजणे (४) पाणसळीच्या तत्त्वावर कार्य करणाऱ्या विचलनमापकाने पृष्ठाचे कलमे मोजणे (५) किरणोत्सर्गमापक उपकरणाने भूमिजलातील रेडॉनाचे प्रमाण मोजणे (६) संवेदनशील भूकंपमापक उपकरणांनी खडकांतील भूकंपतरंगांच्या प्रसारण वेगांतील सूक्ष्म फरक मोजणे (७) विद्युत् रोधमापकाने खडकांच्या विद्युत् रोधातील सूक्ष्म बदल मोजणे (८) भूपृष्ठाची मंद हालचाल-घसरण-मोजणे (९) गुरुत्वमापक उपकरणाने खडकांच्या गुरुत्वीय क्षेत्रातील बदल मोजणे आणि (१०) ताणमापक यंत्राने खडकांत साचणाऱ्या ताणाचे मापन करणे.
सामान्यतः कोणत्याही मोठ्या भूकंपाचा उगम विभंगातून होत असल्यामुळे क्रियाशील विभंग असणाऱ्या (हालचाल चालू असणाऱ्या) प्रदेशात वर उल्लेखिलेल्या मापन उपकरणांचे जाळे ठेवलेले असते. कॅलिफोर्नियातील सॅन आंद्रे या विभंगरेषेवर ४०० संवेदनशील भूकंप उपकरणे बसविली आहेत. भूकंपाच्या पूर्वानुमानासाठी भूकंपसूचक बाबींची माहिती मिळविण्यासाठी सर्वांत मोठा देशव्यापी प्रयत्न चीनमध्ये होत आहे. तेथे गेल्या तीन हजार वर्षात घडून आलेल्या मोठ्या भूकंपाची सविस्तर नोंद ठेवण्यात आली आहे. विद्यार्थी, कारखान्यातील कामगार, सामुदायिक शेतावरील शेतकरी यांसारखे सु. १ लाख सामान्य नागरिक हौशी संशोधक म्हणून काम करीत आहेत. यांशिवाय तेथे १०,००० वैज्ञानिक, अभियंते व तंत्रज्ञ भूकंपविषयक संशोधन कार्य करीत आहेत.
चीनप्रमाणेच रशिया, जपान व अमेरिका या देशांतही भूकंपासंबंधीचे संशोधन मोठ्या प्रमाणावर चालू आहे. आकस्मिक भूकंपाच्या धक्क्याने होणारी वित्त व जीवित हानी ही साऱ्याच देशांची समस्या असल्यामुळे या बाबतीत संपूर्ण आंतरराष्ट्रीय सहकार्य मिळते. आंतरराष्ट्रीय परिषदांमधून भूकंप संशोधनाविषयीच्या माहितीची खुलेपणाने देवाणघेवाण होते.
भूकंपाच्या मोठ्या धक्क्याचे पूर्वानुमान करणे अधिक अवघड आहे. सामान्यतः एकदा मोठा भूकंप झालेल्या जागी पुन्हा मोठा भूकंप होण्यासाठी किमान ३० वर्षे जावी लागतात पण संभाव्य भूकंप क्षेत्रात ३० ते ५० वर्षे भूकंपाशिवाय गेली असताना जो जो अधिक काळ जाईल तो तो नंतर बसणाऱ्या धक्क्याची ऊर्जा अधिक मोठी असण्याची शक्यता असते. यासाठी भूकंपाचे नियंत्रण करण्याचे मार्ग शोधून काढण्याचे प्रयत्नही चालू आहेत. फार काळ ताण साचण्यापूर्वीच अडकलेले खडक सुटून घसरतील व मोठ्या भूकंपाऐवजी वेळोवेळी कमी ऊर्जेचे व कमी विनाशक धक्के घडवून आणता येतील, या दृष्टीने संशोधन करण्यात येत आहे. जमिनीत खूप खोलपर्यंत कूपनलिका खणून तीत वरन दाबाने पाणी सोडले, तर खडकातील ताण मोकळे करणारे लहान भूकंपाचे धक्के सुरू होतात, असा अनुभव अमेरिकेत डेन्व्हर शहरी आला. त्यानंतर सॅन फ्रॅन्सिस्कोजवळ मेन्लो पार्क येथे व कोलोरॅडो रँगले या निर्जन क्षेत्रातील प्रयोगशाळेत याविषयी संशोधन चालू आहे.
भारतातील भूकंपविज्ञानविषयक कार्य : भारतातील भूकंपाचा अभ्यास भारतीय भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण संस्थेचे पहिले संचालक टॉमस ओल्डॅम यांनी प्रथम सुरू केला. त्यांनी अतिप्राचीन काळापासून ते १८६९ सालापर्यंत भारतात झालेल्या भूकंपाची एक यादी १८८३ मध्ये प्रसिद्ध केली. तेव्हापासून भारतीय भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण संस्थेचे अधिकारी भारतातील महत्त्वाच्या भूकंपाचा अभ्यास करू लागले. १८९७ सालच्या आसामातील भूकंपासंबंधीची आर्. डी. ओल्डॅम यांची संस्मरणिका (लेख) हे भूकंपविज्ञानातील एक असाधारण कार्य असून तीद्वारे भूकंपविज्ञानाचा पाया घातला गेला. त्यांनी प्राथमिक, द्वितीयक व दीर्घ अशा तिन्ही भूकंपतरंगांचा शोध लावला आणि भूकंपामागील कारणाचे स्पष्टीकरण देण्याचा प्रयत्न केला. तदनंतर एस्. के. बॅनर्जी, एस्. सी. रॉय, ए. एन्. टंडन, एस्. एम्. मुकर्जी, एस्. के. चक्रवर्ती इ. अनेक भारतीयांनी भूकंपविज्ञानात मोलाची भर घातली.
सुमारे १८०० सालापासून भारतात ४० पेक्षा जास्त विनाशक भूकंप झाले. त्यापैकी १८९७ सालच्या आसामच्या भूकंपानंतर भारतातील पहिला भूकंपमापक (मिल्न प्रकारचा) मुंबईतील कुलाबा वेधशाळेत उभारण्यात आला, तर १९०५ सालच्या धर्मशाळा भूकंपानंतर सिमल्याला एक कमी वर्धनक्षमतेचे भूकंपमापक उपकरण बसविण्यात आले. नंतर अशी उपकरणे मुंबई, आग्रा, कलकत्ता, हैदराबाद व कोडईकानल येथे मिल्न-शॉ भूकंपमापक उभारले गेले. १९३४ च्या बिहारच्या भूकंपानंतर भूकंपविषयक कार्यासाठी सरकारने नेमलेल्या समितीच्या अहवालातील सूचनांतूनच पुढे भारतीय वातावरणवैज्ञानिक खात्याच्या अंतर्गत भूकंपविज्ञानाच्या स्वतंत्र शाखेची स्थापना झाली. १९४५ मध्ये सरकारने भूभौतिकीसाठी नेमलेल्या नियोजन समितीच्या सूचनांनुसार व १९४७ सालानंतर भारतीय शासनाच्या विकास योजनांमुळे भारतातील भूकंपवैज्ञानिक कार्य वाढतच गेले आहे. यातूनच नव्या वेधशाळा उभारल्या जाऊन बहुतेक वेधशाळांतील सामग्रीचे आधुनिकीकरण करण्यात आले. आग्र्याची वेधशाळा १९४१ साली दिल्लीला हलविण्यात आली व १९६९ पर्यंत दिल्लीची रिज वेधशाळा उभारली गेली. तेथे प्रमाणभूत भूकंपवैज्ञानिक स्थानकांचे जागतिक जाळे उभारण्याच्या अमेरिकेच्या किनारी व भूगणितीय सर्वेक्षण संस्थेच्या कार्यक्रमाद्वारे पुरविण्यात आलेले कमी आवर्तकालाचे तीन वेनिऑफ व अतिदीर्घ आवर्तकालाचे तीन विद्युत् चुंबकीय भूकंपमापक असून त्यांनी घेतलेल्या नोंदीची तुलना अमेरिकेने उभारलेल्या जगातील तशाच इतर भूकंपमापकांच्या नोंदीशी करता येते. यांशिवाय तेथे भारतीय सागरांत वादळे व मॉन्सून यांमुळे निर्माण होणाऱ्या सूक्ष्म भूकंपनांचा अभ्यास करण्यासाठी एक स्प्रेंग्नेथर सूक्ष्म-भूकंपमापक आणि प्रादेशिक भूकंप अभ्यासाकरिता व महत्ता निर्धारणासाठी दोन वुड-अँडरसन भूकंपमापकही आहेत. अमेरिकेच्या मदतीने प्रमाणभूत भूकंपमापक शिलाँग येथील मध्यवर्ती भूकंपवैज्ञानिक वेधशाळा, पुणे येथील वातावरणवैज्ञानिक कार्यालय व कोडईकानल येथील खगोल भौतिकीय वेधशाळा येथेही बसविण्यात आले आहेत. या उपकरणांच्या द्वारे मिळणारी माहिती भूकंपविज्ञानातील मूलभूत संशोधनाच्या दृष्टीने उपयुक्त असते. भारतात १७ कायम स्वरुपाची व ४ फिरती भूकंपमापक स्थानके आहेत.
भारतात भूकंपविज्ञानाचा अभ्यास मुख्यत्वे भारतीय वातावरणवैज्ञानिक खाते व भारतीय भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण संस्था यांच्यामार्फत केला जातो. यांपैकी दुसरी संस्था प्रत्यक्ष क्षेत्रातील भूकंपांचा अभ्यास करते. भूकंपविषयक निरिक्षणे अद्ययावत ठेवणे, विविध वेधशाळांतील माहितीचे संकलन, वापर व वितरण करणे, भूकंपविषयक वैयक्तिक ऐच्छिक निरीक्षकांच्या नोंदी प्रमाणित रुपात एकत्रित करणे, मूलभूत व अनुप्रयुक्त संशोधन करणे इ. कामे भारतीय वातावरणवैज्ञानिक खात्यातर्फे केली जातात. अशा प्रकारे वेधशाळांची व नोंदींची गुणवत्ता वाढल्याने भूकंपाचे अपिकेंद्र, धक्क्याची वेळ, महत्ता इ. अधिक अचूकपणे कळू लागली आहेत. हे खाते विविध नद्यांच्या खोऱ्यांतील प्रकल्पांच्या भागातही भूकंपमापक वेधशाळा उभारते. उदा., बियास धरण (पोंग), ज्वालामुखी, मुकेरियन व घग्गर येथील वेधशाळा.
वरील दोन संस्थाखेरीज सेंट्रल वॉटर अँड पॉवर रिसर्च स्टेशन (खडकवासला), रूडकी विद्यापीठातील भूकंप अभियांत्रिकी विभाग, द नॅशनल जिओफिजिकल इन्स्टिट्यूट (हैदराबाद), रिजनल रिसर्च लॅबोरेटरी (जोरहाट), तसेच आंध्र विद्यापीठ, बनारस हिंदू विद्यापीठ, इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (खरगपूर) व बेंगॉल एंजिनियरिंग कॉलेज (हावडा) येथे भूकंपवैज्ञानिक अध्ययन व संशोधन चालते. यांपैकी काही ठिकाणी भूकंपविज्ञानाचा पदवी परीक्षेच्या अभ्यासक्रमात समावेश केलेला आहे.
भूकंपात झालेले नुकसान, भूकंपविषयक माहितीचे नकाशे, प्रत्यक्ष क्षेत्रात मिळालेली भूकंपविषयक महत्त्वाची माहिती इ. गोष्टी भारतीय भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण संस्थेच्या मेम्वार्स व रेकॉर्ड्‌स या प्रकाशनांमध्ये प्रसिद्ध करण्यात येतात. भारतात अनेक ठिकाणी भूकंपमापक उपकरणांची उभारणी झाल्यापासून भारतीय वातावरणवैज्ञानिक खात्यातील शास्त्रज्ञ भारतातील सर्व भूकंपाचे मापन नियमितपणे करीत असून त्यांवरून केलेल्या अभ्यासातून मिळणारी माहिती भारतीय भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण संस्थेचे मेंम्बार्स आणि भारतीय वातावरणवैज्ञानिक खात्याचे सायंटिफिक नोट्स या प्रकाशनांत, तसेच इतर वैज्ञानिक नियतकालिकांत प्रसिद्ध केली जाते. रूडकी येथील भूकंपप्रतिरोधक बांधकामासंबंधीचे संशोधन कार्य महत्त्वाचे आहे. भारतात भूकंपमापनाशी संबंधित असलेल्या उपकरणांविषयीही थोडे संशोधन झाले आहे.
पहा : ज्वालामुखी–२ पृथ्वीचे अंतरंग भूपट्ट सांरचनिकी.
संदर्भ : 1. Adams, W. M. Earthquakes: An Introduction to Observational Seismology, Boston,1964.
2. De Nevi, D. P. Earthquakes, Millbrae, 1977.
3. Emmons, A. and others,Geology : Principles and Processes, New York, 1960.
4. Government of India, Seismology in India, New Delhi, 1967.
5. Hodgson, J.H. Earthquakes and Earthstructures, Englewood Cliffs. N. J., 1964.
6. Holmes, A. Principles of Physical Geology, London, 1965.
7. Johanson, G. Earthquakes and Volcanoes, London, 1938.
8. Milne, J. Lee. A.W. Earthquakes and Other Earth Movements, London, 1939.
9. Richter, C. F. Elementary Seismology, New Delhi, 1969.
10. Roberts, E. Our Quaking Earth, Boston, 1963.
11. Tazieff, H. When the Earth Trembles, New York, 1964.
सोवनी, प्र. वि.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
“