भूकंप की वजहें और प्रकार: इलास्टिक रिबाउंड, भूकंपीय तरंगें और भारत के ज़ोन

भूकंप का मतलब है धरती की ऊपरी परत में जमा हो चुकी तनाव की ऊर्जा का अचानक निकल जाना, जो भूकंपीय तरंगों की शक्ल में फैलकर ज़मीन हिला देती है। भूकंप की वजहें और उसके प्रकार समझना UPSC के भूगोल, आपदा प्रबंधन और भौतिक विज्ञान — तीनों के लिए ज़रूरी है, क्योंकि भारत इंडो-ऑस्ट्रेलियन और यूरेशियन प्लेटों की उस सीमा पर बैठा है जहाँ वे लगातार आपस में टकरा रही हैं, और देश की क़रीब 59% ज़मीन पर मध्यम से भारी भूकंप का ख़तरा है। भूकंप की वजहें और उसके प्रकार सीधे आपदा प्रबंधन (GS-III) से भी जुड़ते हैं, जहाँ NDMA के भूकंपीय ज़ोन, इमारतों के नियम और राहत का ढाँचा बार-बार पूछे जाते हैं।

इलास्टिक रिबाउंड थ्योरी: बुनियादी तरीक़ा

प्लेटों की हलचल से आने वाले भूकंपों की मानी हुई यांत्रिक व्याख्या इलास्टिक रिबाउंड थ्योरी (elastic rebound theory) है, जिसे हैरी फ़ील्डिंग रीड ने 1906 के सैन फ़्रांसिस्को भूकंप के बाद रखा था।

• भ्रंश (fault) के दोनों तरफ़ की चट्टानें रबर जैसी लचक दिखाती हैं और तनाव जमा होने के साथ अपनी शक्ल बदलती जाती हैं।
• जब तनाव चट्टान की ताक़त से ऊपर चला जाता है, तो भ्रंश अचानक टूट जाता है।
• दोनों तरफ़ के हिस्से झटके से वापस कम तने हुए आकार में लौटते हैं और जमा ऊर्जा भूकंपीय तरंगों की शक्ल में छूट जाती है।

यही तेज़ और झटकेदार खिसकाव भूकंप है। दशकों या सदियों में जमा हुई ऊर्जा चंद सेकंड में निकल जाती है — इसीलिए भूकंप इतनी तबाही मचाते हैं।

उद्गम केंद्र और अधिकेंद्र

• उद्गम केंद्र (focus या hypocentre): धरती के भीतर वह बिंदु जहाँ से टूटना शुरू होता है। गहराई के हिसाब से इसे उथला (0–70 किमी), मध्यम (70–300 किमी) या गहरा (300–700 किमी) कहा जाता है।
• अधिकेंद्र (epicentre): सतह पर ठीक उद्गम केंद्र के ऊपर पड़ने वाला बिंदु। आम तौर पर सबसे तेज़ झटके यहीं महसूस होते हैं।
• समभूकंपीय रेखाएँ (isoseismal lines): नक़्शे पर अधिकेंद्र के चारों ओर खींची जाने वाली वे रेखाएँ जो बराबर तीव्रता वाली जगहों को जोड़ती हैं।

सबसे ज़्यादा नुक़सान करने वाले भूकंप ज़्यादातर उथले होते हैं, क्योंकि उनकी ऊर्जा रास्ते में कम घटकर सतह तक पहुँचती है।

भूकंपीय तरंगें: P, S और L

उद्गम केंद्र से निकली ऊर्जा अलग-अलग तरह की भूकंपीय तरंगों के रूप में फैलती है, जिन्हें भूकंपमापी (seismograph) दर्ज करता है।

काय तरंगें

• P तरंगें (प्राथमिक, धक्का-खिंचाव वाली): अनुदैर्ध्य, सबसे तेज़ (परत में 5–8 किमी/सेकंड), ठोस और तरल दोनों से गुज़र जाती हैं। कण तरंग की दिशा के समांतर हिलते हैं।
• S तरंगें (द्वितीयक, अपरूपण वाली): अनुप्रस्थ, P से धीमी, और सिर्फ़ ठोस से गुज़रती हैं। बाहरी कोर S तरंगों को रोक देता है — यही पहला सबूत था कि वह तरल है।

सतही तरंगें

• L तरंगें (लंबी, लव + रैले): सतह के साथ-साथ चलती हैं, सबसे धीमी होती हैं पर सबसे ज़्यादा तबाही मचाती हैं। रैले तरंगें लहर जैसी लुढ़कती हरकत पैदा करती हैं; लव तरंगें ज़मीन को अगल-बगल खिसकाती हैं।

किसी स्टेशन पर P और S तरंगों के पहुँचने के बीच का अंतर बताता है कि अधिकेंद्र कितनी दूर है; कम से कम तीन स्टेशनों के आँकड़े मिलाकर उसकी ठीक जगह निकाली जाती है।

परिमाण बनाम तीव्रता

UPSC में एक आम गड़बड़ परिमाण (magnitude) और तीव्रता (intensity) को एक मान लेने की होती है। दोनों अलग-अलग चीज़ नापते हैं।

परिमाण

• रिक्टर पैमाना (M_L): चार्ल्स रिक्टर (1935) ने इसे दक्षिणी कैलिफ़ोर्निया के लिए बनाया था; यह लघुगणकीय है और वुड–एंडरसन भूकंपमापी पर दर्ज सबसे बड़े कंपन पर टिका है। हर एक पूरे अंक की बढ़त का मतलब है कंपन में 10 गुना और ऊर्जा में क़रीब 32 गुना बढ़ोतरी। यह क़रीब M 6.5 तक ही भरोसेमंद है।
• मोमेंट मैग्नीट्यूड पैमाना (M_w): आज दुनिया भर में यही मानक है, जिसे हैंक्स और कानामोरी (1979) ने दिया। यह भूकंपीय आघूर्ण पर टिका है (टूटने वाला क्षेत्रफल × खिसकाव × दृढ़ता)। बड़े मानों पर यह अटकता नहीं, इसलिए M 7 से ऊपर के भूकंपों के लिए इसी को चुना जाता है।
• काय-तरंग परिमाण (m_b) और सतही-तरंग परिमाण (M_s) पुराने पैमाने हैं, पर ख़ास कामों में आज भी इस्तेमाल होते हैं।

तीव्रता

• संशोधित मरकेली तीव्रता (MMI) पैमाना: I (महसूस ही नहीं हुआ) से लेकर XII (पूरी तबाही) तक। यह यंत्रों पर नहीं, बल्कि दिखे हुए झटकों और नुक़सान पर टिका है।
• MSK-64 पैमाना: भारत और कई दूसरे देशों में इसी का इस्तेमाल होता है।
• तीव्रता दूरी, ज़मीन की बनावट और इमारतों की मज़बूती के हिसाब से बदलती रहती है; जबकि किसी एक भूकंप का परिमाण एक ही होता है।

भूकंप के प्रकार (वजह के हिसाब से)

प्लेट सीमाओं पर आने वाले भूकंपों के अलावा भी भूकंप की कई वजहें होती हैं।

विवर्तनिक भूकंप

ये प्लेट सीमाओं पर भ्रंशों के साथ अचानक हुई हलचल से आते हैं, और दुनिया भर के ज़्यादातर भूकंप इसी तरह के होते हैं। हिमालय के अगले हिस्से (नेपाल 2015), रिंग ऑफ़ फ़ायर और अंडमान–सुमात्रा चाप (2004) के ज़्यादातर बड़े भूकंप विवर्तनिक ही थे। अंडमान–सुमात्रा वाले भूकंप ने 2004 की हिंद महासागर सुनामी पैदा की, जो आधुनिक दौर की सबसे जानलेवा सुनामी थी।

ज्वालामुखीय भूकंप

ये ज्वालामुखी के नीचे मैग्मा के खिसकने, गैस के दबाव या भीतरी कक्ष के धँसने से जुड़े होते हैं। आम तौर पर ये छोटे होते हैं पर झुंड में आते हैं, और अक्सर विस्फोट से पहले आते हैं — जैसे 1980 में माउंट सेंट हेलेंस से पहले, या माउंट एटना की बार-बार होने वाली हलचल में। इसका पूरा भूगर्भीय संदर्भ प्लेट विवर्तनिकी सिद्धांत में है।

धँसाव वाले भूकंप

ये ज़मीन के नीचे की गुफ़ाओं, खदानों की छतों या चूना-पत्थर वाले इलाक़ों में बनी खोखली जगहों के धँसने से आने वाले छोटे झटके हैं। ये सीमित इलाक़े तक रहते हैं और 5 परिमाण से ऊपर कम ही जाते हैं।

विस्फोट से आने वाले भूकंप

ये रासायनिक या परमाणु विस्फोट से पैदा होते हैं। इनका भूकंपीय संकेत तीखा होता है और विवर्तनिक भूकंपों से अलग शक्ल का होता है। CTBTO इसी फ़र्क़ के सहारे चोरी-छिपे किए गए परमाणु परीक्षण पकड़ता है, जैसे उत्तर कोरिया के परीक्षण।

इंसान के पैदा किए भूकंप

ये इंसानी गतिविधियों से आते हैं:

• जलाशय से पैदा: बड़े बाँधों में भरे पानी का बोझ नीचे के भ्रंशों पर दबाव डालता है। महाराष्ट्र का कोयना (1967, M 6.5) दुनिया का सबसे मशहूर जलाशय से पैदा हुआ भूकंप है। हूवर बाँध और थ्री गॉर्जेस में भी ऐसा ही असर दिखा है।
• खनन से पैदा: गहरी खुदाई ज़मीन के भीतर का दबाव बदल देती है, जैसा दक्षिण अफ़्रीका की सोने की पट्टी में हुआ।
• हाइड्रॉलिक फ़्रैक्चरिंग और गंदा पानी ज़मीन में डालना: ओक्लाहोमा में इस तरह बढ़ी भूकंपीय हलचल अमेरिका का जाना-पहचाना उदाहरण है।
• भूतापीय ऊर्जा निकालना: बासेल (स्विट्ज़रलैंड), पोहांग (दक्षिण कोरिया, 2017)।

प्लूटोनिक भूकंप

ये गहरे उद्गम वाले भूकंप (300–700 किमी) हैं, जो नीचे धँसती प्लेट में खनिजों की बनावट बदलने या उनसे पानी निकलने से पैदा होते हैं। ये ओखोत्स्क सागर और बोलीविया के नीचे आते हैं।

भूकंप कहाँ-कहाँ आते हैं

दुनिया की भूकंपीय हलचल तीन पट्टियों में सिमटी है, और ये तीनों प्लेट सीमाओं के साथ चलती हैं:

• प्रशांत परिधि पट्टी (रिंग ऑफ़ फ़ायर) — बड़े भूकंपों में से क़रीब 80%।
• अल्पाइन–हिमालयी पट्टी — भूमध्य सागर से ईरान, हिमालय होते हुए इंडोनेशिया तक — क़रीब 15%।
• मध्य-महासागरीय कटक तंत्र — उथले और कम परिमाण वाले झटके।

कुछ भूकंप प्लेट के भीतर भी आते हैं (लातूर 1993, भुज 2001), और ये दिखाते हैं कि इलाक़े के दबाव से पुराने भ्रंश दोबारा जाग जाते हैं।

भारत में भूकंप: भूकंपीय ज़ोन

भारतीय मानक ब्यूरो के IS 1893 (मौजूदा संस्करण 2016) ने भारत को चार ज़ोन में बाँटा है, जिसने पुराने पाँच ज़ोन वाले नक़्शे की जगह ली। हर ज़ोन उम्मीद की जाने वाली MSK तीव्रता के हिसाब से तय होता है।

भूकंपीय ज़ोन II (नुक़सान का कम ख़तरा)

• MSK तीव्रता VI या उससे कम, PGA क़रीब 0.10g।
• इसमें प्रायद्वीपीय भारत के हिस्से आते हैं: कर्नाटक और तमिलनाडु का बड़ा भाग, दक्षिणी आंध्र प्रदेश और तेलंगाना।

भूकंपीय ज़ोन III (मध्यम)

• MSK VII, PGA क़रीब 0.16g।
• इसमें केरल, गोवा, लक्षद्वीप, और महाराष्ट्र, मध्य प्रदेश, ओडिशा, पश्चिम बंगाल, झारखंड, बिहार के मैदान, उत्तर प्रदेश, पंजाब, हरियाणा और राजस्थान के हिस्से आते हैं।

भूकंपीय ज़ोन IV (ज़्यादा)

• MSK VIII, PGA क़रीब 0.24g।
• दिल्ली NCR, हिमालय की बची हुई तलहटी, जम्मू और हिमाचल के हिस्से, बिहार–नेपाल सीमा, सिक्किम, उत्तर बंगाल, महाराष्ट्र के कुछ हिस्से (किल्लारी), और गुजरात (सूरत–वडोदरा)।

भूकंपीय ज़ोन V (सबसे ज़्यादा)

• MSK IX या उससे ऊपर, PGA क़रीब 0.36g।
• कश्मीर घाटी, पश्चिमी और मध्य हिमालय, पूरा पूर्वोत्तर भारत, गुजरात का कच्छ इलाक़ा, अंडमान और निकोबार द्वीप समूह, और उत्तरी बिहार के हिस्से।

भारत का क़रीब 11% हिस्सा ज़ोन V में, 18% ज़ोन IV में, 30% ज़ोन III में और 41% ज़ोन II में पड़ता है।

भारत के बड़े भूकंप

• असम (1897): M 8.1, शिलांग पठार, भारी तबाही।
• कांगड़ा (1905): M 7.8, हिमाचल प्रदेश।
• बिहार–नेपाल (1934): M 8.0, क़रीब 10,000 मौतें।
• असम–तिब्बत (1950): M 8.6, आधुनिक दौर का सबसे बड़ा महाद्वीपीय भूकंप।
• कोयना (1967): M 6.5, जलाशय से पैदा हुआ।
• उत्तरकाशी (1991): M 6.8।
• लातूर (1993): M 6.4, प्लेट के भीतर आया।
• जबलपुर (1997): M 6.0।
• चमोली (1999): M 6.8।
• भुज (2001): M 7.7, क़रीब 20,000 मौतें।
• अंडमान–सुमात्रा (2004): M 9.1–9.3, जिससे महासुनामी आई।
• सिक्किम (2011): M 6.9।
• नेपाल–भारत (2015): M 7.8, गोरखा भूकंप, नेपाल में क़रीब 9,000 मौतें, बिहार और UP में नुक़सान।

भारत में भूकंप के ख़तरे का प्रबंधन

आपदा प्रबंधन अधिनियम 2005 के तहत बना राष्ट्रीय आपदा प्रबंधन प्राधिकरण (NDMA) भूकंपीय सुरक्षा पर राष्ट्रीय दिशानिर्देश बनाता है, जिनमें शामिल हैं:

• राष्ट्रीय भवन संहिता (NBC 2016) का पालन।
• स्कूलों, अस्पतालों और ज़रूरी सेवाओं वाली इमारतों को मज़बूत करना।
• शहरों की भूकंपीय सूक्ष्म ज़ोनिंग (दिल्ली, गुवाहाटी, चेन्नई, कोलकाता, बेंगलुरु)।
• राष्ट्रीय भूकंप जोखिम न्यूनीकरण परियोजना।

पृथ्वी विज्ञान मंत्रालय के राष्ट्रीय भूकंप विज्ञान केंद्र (NCS) के तहत काम करने वाला भारतीय भूकंपीय केंद्र 152 से ज़्यादा स्टेशनों वाला राष्ट्रीय भूकंपीय नेटवर्क चलाता है और लोगों को चेतावनी देता है। खोज और बचाव के लिए NDRF की बटालियनें भेजी जाती हैं, और BIS IS 1893 को लगातार अपडेट करता रहता है। यही काम IS 13920 (RC ढाँचों की तन्य डिटेलिंग) के साथ भी होता है।

भूकंप, सुनामी और प्लेटों की हलचल का आपसी रिश्ता तब सबसे साफ़ समझ आता है जब इस लेख के साथ-साथ प्लेट विवर्तनिकी सिद्धांत और सुनामी की वजहें और बनने का तरीक़ा भी पढ़ लिया जाए।

सामान्य प्रश्न

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