רעידת האדמה במקסיקו סיטי (1985)

רעידת האדמה במקסיקו סיטי
סוג	רעידת אדמה
תאריך התרחשות	19 בספטמבר 1985
שעה	07:17
מגניטודה	8.1
הרוגים	מעל 9,000
פצועים	כ־30,000
חסרי קורת גג	כ־50,000
קואורדינטות	18°11′N 102°32′W / 18.19°N 102.53°W
	(למפת מקסיקו רגילה) מקסיקו סיטי גוודלחרה מונטריי פואבלה טיחואנה לאון סיודאד חוארס סלטיו סן לואיס פוטוסי ארצות הברית גוא. ב. הונ. האוקיינוס; השקט; מפרץ; מקסיקו; רעידת האדמה במקסיקו סיטי

רעידת האדמה במקסיקו סיטי התרחשה ב-19 בספטמבר 1985 בשעה 07:17, זמן מקומי, בגודל (מגניטודה) 8.1 בסולם ריכטר. כתוצאה מרעידת האדמה נהרגו מעל 9,000 איש, נפצעו כ-30,000 וכ-50,000 נותרו חסרי בית. רעידת אדמה זו מפורסמת מאוד במחקר הסייסמולוגי וההנדסי כדוגמה להרס רב שמתרחש במקום המרוחק מרחק רב (כ-400 ק"מ) מהמוקד, וכדוגמה להשפעת התשתית הגאולוגית על התפרושת המרחבית של ההרס. זו הייתה רעידת האדמה הראשונה בהיסטוריה, שצה"ל שלח משלחת סיוע והצלה לסייע בחילוץ הנפגעים^[1].

התנאים קודם לרעידת האדמה

מקסיקו סיטי נבנתה על אי בלב אגם טשקוקו (אנ') הרדוד, שהיה מאגר מים גדול בשטח שהיום בנויה עליו העיר. העיר החדשה הייתה מחוברת לחוף באמצעות גשרים מלאכותיים, ובמשך השנים נבנו חלקים נוספים בעיר על איים אחרים וקטנים יותר באגם טשקוקו, לרבות על חלקים נרחבים מהאגם שיובשו עוד בזמן הכיבוש הספרדי^[2]. במהלך המאה ה-20 גדלה העיר באוכלוסייה ובשטח. בשנת 1930 מנתה האוכלוסייה במקסיקו סיטי כמיליון תושבים, ובשנת 1980 מנתה האוכלוסייה כ-13 מיליון תושבים. גידול מואץ זה של האוכלוסייה חייב התפשטות העיר המודרנית לכיוון דרום בעיקר, היכן שהיו שטחי האגם שיובש, שהיו מורכבים ממשקעי אגם רכים, בלתי מלוכדים, ומאוד לא צפופים, בעוד שהעיר העתיקה ישבה על סלע וולקני צפוף מאוד ומצפון לאגם שיובש.

השפעת התנאים

התנאים הללו גרמו לתופעה של הגברה(אנ') בתאוצת הקרקע^[א]. בעיר המודרנית והחדשה שיושבת על משקעי אגם רכים, בעוד שבעיר העתיקה שיושבת על סלע וולקני צפוף וקשה תופעה זו לא התרחשה.

הגלים הסייסמיים המשוגרים ממוקד רעידת האדמה לכל הכיוונים, הולכים ונוחתים ברמות האנרגיה שלהם עם המרחק - תופעה הקרויה ניחות. הגלים משנים (גם) את מהירותם כשהם עוברים מתווך אחד לשני. ככל שצפיפות התווך גדולה יותר, גם המהירות גדלה. כאשר הגלים הללו עוברים מתווך צפוף מאוד וקשה, לתווך מאוד לא צפוף ורך, מתרחשת הגברה גדולה מאוד של תאוצות הקרקע. זה היה המצב ברבעים המודרניים של מקסיקו סיטי. הגלים הסייסמיים (גלי הגזירה המסוכנים) נעו במהירות של כ-2,500 מטר לשנייה בסלע הצפוף שהיה מתחת למשקעי האגם בעיר החדשה (אותו סלע וולקני צפוף שעליו יושבת העיר העתיקה). כשהגלים הללו עברו מהסלע הצפוף למשקעי האגם הרכים, עליהם בנויים כל המבנים המודרניים בעיר, המהירות השתנתה בבת אחת לכ-50 עד 100 מטר לשנייה. בלימה קיצונית זו של תנועת הגלים הסייסמיים במעבר בין שני הסלעים (בדיוק כמו שמכונית עוברת בבת אחת ממהירות של 150 קמ"ש ל-5 קמ"ש), שחררה כמות גדולה מאוד של אנרגיה, שגרמה להכפלת תאוצת הקרקע במקום עד פי 50^[3]^[ב]. בעיר העתיקה לעומת זאת, לא התרחשה כל הגברה, מכיוון שלא היה מעבר של גלים סייסמיים מתווך קשה לרך. להכפלה פי 50 ויותר של תאוצות הקרקע, גרמה גם הזהות בין התדירות העצמית של משקעי האגם המיובש (0.5_Hz - זמן מחזור של 2 שניות), לסדרת הגלים הסייסמיים שהגיעו לאזור באותה תדירות. כתוצאה מכך, נוצרה במקום תהודה (רזוננס בלעז)^[ג], שגרמה לכך שדווקא הבניינים המודרניים שהיו ברבעים החדשים של העיר קרסו, ואילו מבנים עתיקים שהיו בעיר העתיקה, ובאיכות בנייה פחותה בהרבה מאיכות הבניינים המודרניים, לא ניזוקו כלל. סיבה נוספת להרס הנרחב היא העובדה שמשקעי האגם המיובש היו רוויים למדי במי תהום, עובדה שתרמה למקרים רבים של התנזלות (ליקוויפציה בלעז - ראו תמונת הקריסה למטה משמאל)^[4].

הלקח העיקרי שנלמד מרעידת האדמה הזו

מקרה זה של מקסיקו סיטי, נלמד בכל העולם כדוגמה קלאסית לתגובת אתר סייסמית (Site Effect) ברעידות אדמה המרוחקות מאוד מן המוקד. עד לרעידת האדמה הזו, המומחים לא היו מודעים לתופעה העוצמתית של תגובת אתר סייסמית (Seismological Site Effect)^[ד]. בעקבות רעידת האדמה הזו, הקים "האיגוד הבינלאומי לסייסמולוגיה ופיזיקה של פנים כדור הארץ" קבוצת עבודה בינלאומית לריכוז המחקרים אודות התופעה "החדשה" שהתגלתה^[5]. המחקרים שהתבצעו במסגרת זו הוצגו בשני כנסים ביפן: האחד ב-1992, והשני ב-1998. מחקרים אלה הניבו שיטות מדידה שונות, למדידת תגובת אתר סייסמית צפויה באתרים שונים. מדידות אלה מופעלות בעיקר לקראת בנייה של אתרים רגישים. בישראל בוצעו עד כה, רק על ידי המכונים הגיאופיסי והגאולוגי לישראל ומאז שנת 1993, לפחות 115 מדידות כאלה^[6]. הידועות שבהן הן אלה שבוצעו לקראת הקמת הרכבל החדש באתר "מצדה", אתר חברת החשמל "אורות רבין" בחדרה ועוד.

סיוע משלחת צה"ל הראשונה לאזור אסון

מיד לאחר היוודע על אסון רעידת האדמה והיקפו, שיגר צה"ל משלחת חילוץ והצלה שהתבסס על כוחות חילוץ סדירים ומילואים של בה"ד 16 שבצריפין. הבה"ד היה כפוף אז למפקדת קצין חיל ראשי לעורף - מקחל"ר^[ה]. בראש המשלחת עמד אל"ם אבנר שמואלביץ שפיקד על הבה"ד משנת 1984. המשלחת זכתה להערכה רבה בקרב שלטונות מקסיקו והמנהיגות העירונית, לרבות הקהילה היהודית בעיר. עם סיום משימת המשלחת, נערכו לכבודה טקסים במועצת העיר ובקהילה היהודית שם.

ראו גם

Bolt, B.A., Earthquakes, pp. 265-269, F&C, 1999
תגובת אתר סייסמית.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא רעידת האדמה במקסיקו סיטי בוויקישיתוף

איור הממחיש את תאוצות הקרקע שנמדדו על ידי מדי תאוצה באתרים בעלי מרחק שונה ממוקד הרעידה (האפיצנטר). גודל המשרעות (אמפליטודות) של הרישומים, מבטא את עוצמת תאוצות הקרקע. קל להבחין שבמקסיקו סיטי, המרוחקת כ־400 קמ' מהמוקד, נרשמו משרעות שגדולות אף מהאתר שצמוד למוקד.

רעידת האדמה במקסיקו סיטי, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)

ביאורים

^ רעידת אדמה יוצרת תאוצות קרקע בכל אתר שאליו מגיעים הגלים הסייסמיים הנוצרים בעת התרחשותה. תאוצת קרקע קיימת בכל שלושת הרכיבים: 2 רכיבים אופקיים (תנועת צפון-דרום ומזרח-מערב), והרכיב השלישי שהוא אנכי (מעלה-מטה). התאוצה האופקית גבוהה יותר בדר"כ, מהתאוצה האנכית. תאוצת קרקע (מקסימלית) היא זו שבאה לידי ביטוי על ידי המשרעת המקסימלית ברישום מד התאוצה המוצב באתר. תאוצה מקסימלית זו היא חשובה מאוד, מכיוון שבדר"כ, המבנים הבנויים באתר מגיבים לרמה זו של תאוצה באמצעות "יצירת הנזקים". על כן, התקן לבנייה עמידה בפני רעידות אדמה בארץ ובעולם כולו, מתייחס לתאוצת הקרקע המקסימלית הצפויה באתר, ושכנגדה יש לתכנן את עמידות המבנה.
^ גם החישובים שמוצגים בערך "תגובת אתר סייסמית", מראים הגברה שמגיעה כמעט ל-פי 50.
^ ראו גרף תאוצת קרקע ספקטרלית משמאל. התדירות העצמית של המשקעים האגמיים בעיר המודרנית היא 0.5Hz ועל כן, כשהגיעו גלים בעלי אותה תדירות (זמן מחזור של 2 שניות) נוצרה תהודה שהכפילה את תאוצות הקרקע פי 50 ויותר.
^ תגובת אתר סייסמית לעניינינו מוגדרת כ: מכלול התכונות של אתר מסוים שגורמות לכך, שתאוצות הקרקע באתר יהיו גדולות בהרבה מאלה הצפויות בו על פי המרחק מהמוקד.
^ המפקדה שקדמה לפיקוד העורף.

הערות שוליים

^ The story of IDF’s Humanitarian Rescue Mission: Mexico., I.D.F., ‏ספטמבר 2016.
^ Bolt, B.A., 1999. Earthquakes, F&C, p. 267
^ Aki, K., 1993. Local Site Effects on Weak and Strong Ground Motion. Tectonophysics. 218: pp.93-111.
^ Moreno Murillo, Juan Manuel 1995. The 1985 Mexico Earthquake. Geofisica Colombiana. Universidad Nacional de Colombia (3): 5–19.
^ Hiroshi Kawase, 2003. Site Effects on Strong Ground Motions. International Geophysics, Vol. 81,, pp. 1013-1030. https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/site-effect
^ אגף סייסמולוגיה, רשימת דוחות תגובת אתר, באתר המכון בגאולוגי לישראל

עקומת תאוצה קרקע ספקטרלית ברעידת האדמה במקסיקו סיטי 1985. העקומה התחתונה מתארת את תאוצות הקרקע בחתך התדרים (התדר=1 חלקי זמן המחזור) בעיר העתיקה הבנויה על סלע וולקני צפוף. העקומה העליונה מתארת את הנ"ל, אך בעיר המודרנית הבנויה על משקעים אגמיים רכים (תחנת SCT). התדירות העצמית של משקעים אלו היא 0.5 הרץ, וכשהגיעו לשם הגלים באותה תדירות, נוצרה תהודה, ותאוצות הקרקע שם התגברו פי 50 ויותר.

דוגמה מפורסמת של התנזלות קרקע ברעה"א של מקסיקו סיטי (1985). המשקעים האגמיים ברבעים המודרניים היו רוויים במי תהום, ומספיק שלשבריר שנייה המים מלאו את החללים שבין הגרגרים עקב הרעידה, והחומר איבד את תכונות המוצק שלו. המבנים הבנויים עליו שקעו ונטו הצידה מבלי שייגרם כל נזק לקונסטרוקציה.

[3] רעידת אדמה יוצרת תאוצות קרקע בכל אתר שאליו מגיעים הגלים הסייסמיים הנוצרים בעת התרחשותה. תאוצת קרקע קיימת בכל שלושת הרכיבים: 2 רכיבים אופקיים (תנועת צפון-דרום ומזרח-מערב), והרכיב השלישי שהוא אנכי (מעלה-מטה). התאוצה האופקית גבוהה יותר בדר"כ, מהתאוצה האנכית. תאוצת קרקע (מקסימלית) היא זו שבאה לידי ביטוי על ידי המשרעת המקסימלית ברישום מד התאוצה המוצב באתר. תאוצה מקסימלית זו היא חשובה מאוד, מכיוון שבדר"כ, המבנים הבנויים באתר מגיבים לרמה זו של תאוצה באמצעות "יצירת הנזקים". על כן, התקן לבנייה עמידה בפני רעידות אדמה בארץ ובעולם כולו, מתייחס לתאוצת הקרקע המקסימלית הצפויה באתר, ושכנגדה יש לתכנן את עמידות המבנה.

[5] גם החישובים שמוצגים בערך "תגובת אתר סייסמית", מראים הגברה שמגיעה כמעט ל-פי 50.

[6] ראו גרף תאוצת קרקע ספקטרלית משמאל. התדירות העצמית של המשקעים האגמיים בעיר המודרנית היא 0.5Hz ועל כן, כשהגיעו גלים בעלי אותה תדירות (זמן מחזור של 2 שניות) נוצרה תהודה שהכפילה את תאוצות הקרקע פי 50 ויותר.

[8] תגובת אתר סייסמית לעניינינו מוגדרת כ: מכלול התכונות של אתר מסוים שגורמות לכך, שתאוצות הקרקע באתר יהיו גדולות בהרבה מאלה הצפויות בו על פי המרחק מהמוקד.

[11] המפקדה שקדמה לפיקוד העורף.

[1] The story of IDF’s Humanitarian Rescue Mission: Mexico., I.D.F., ‏ספטמבר 2016.

[2] Bolt, B.A., 1999. Earthquakes, F&C, p. 267

[4] Aki, K., 1993. Local Site Effects on Weak and Strong Ground Motion. Tectonophysics. 218: pp.93-111.

[7] Moreno Murillo, Juan Manuel 1995. The 1985 Mexico Earthquake. Geofisica Colombiana. Universidad Nacional de Colombia (3): 5–19.

[9] Hiroshi Kawase, 2003. Site Effects on Strong Ground Motions. International Geophysics, Vol. 81,, pp. 1013-1030. https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/site-effect

[10] אגף סייסמולוגיה, רשימת דוחות תגובת אתר, באתר המכון בגאולוגי לישראל

[1]

[2]

[א]

[3]

[ב]

[ג]

[4]

[ד]

[5]

[6]

[ה]