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.