भूकंप: विज्ञान, इतिहास और दुनिया के सबसे शक्तिशाली झटके

पृथ्वी पर कुछ ही शक्तियाँ हैं जो किसी बड़े भूकंप की कच्ची ताकत से टक्कर ले सकती हैं। पलभर में हमारे पैरों के नीचे की ज़मीन दरक सकती है, उठ सकती है और पानी की तरह लहरा सकती है। शहर ढह जाते हैं। तटरेखाएँ बदल जाती हैं। सुनामी समुद्रों को पार कर जाती है। फिर भी भूकंप कोई अनियमित अव्यवस्था नहीं हैं। ये टेक्टोनिक प्लेटों की धीमी, अथक गति से तय होने वाले पैटर्न का पालन करते हैं। इन्हें समझना आधुनिक विज्ञान की सबसे बड़ी उपलब्धियों में से एक है और साथ ही सबसे ज़रूरी चुनौतियों में से भी एक।

भूकंप का विज्ञान

बेचैन पृथ्वी

पृथ्वी कोई ठोस, निष्क्रिय चट्टानी गोला नहीं है। जिस पतली पपड़ी पर हम रहते हैं, उसके नीचे मेंटल है — गर्म, अर्ध-तरल चट्टान की एक विशाल परत जो भूवैज्ञानिक समयमान पर बहती रहती है। इसी मेंटल पर तैरती हैं टेक्टोनिक प्लेटें: पपड़ी और ऊपरी मेंटल की विशाल पट्टियाँ जो अरबों वर्षों से हिलती, टकराती और एक-दूसरे के विरुद्ध रगड़ती रही हैं।

लगभग 15 प्रमुख टेक्टोनिक प्लेटें हैं। ये उतनी गति से चलती हैं जितनी गति से आपके नाखून बढ़ते हैं — यानी कुछ सेंटीमीटर प्रति वर्ष। मानवीय दृष्टि से धीमी, लेकिन लाखों वर्षों में अटल।

जहाँ प्लेटें मिलती हैं, वहाँ मूल रूप से तीन चीज़ें हो सकती हैं। अभिसारी सीमाओं पर, प्लेटें टकराती हैं और एक अक्सर दूसरे के नीचे सरक जाती है — इस प्रक्रिया को सबडक्शन कहते हैं। हिमालय इसी प्रक्रिया से बने, और एंडीज़ पर्वत शृंखला भी। अपसारी सीमाओं पर, प्लेटें एक-दूसरे से दूर खिंचती हैं और दरारें बनाती हैं। मध्य-अटलांटिक कटक इसका एक उत्कृष्ट उदाहरण है, और आइसलैंड इसके ऊपर स्थित है और सचमुच दो हिस्सों में खिंच रहा है। रूपांतरण सीमाओं पर, प्लेटें एक-दूसरे के पास से क्षैतिज दिशा में सरकती हैं। कैलिफ़ोर्निया का सैन एंड्रियास फ़ॉल्ट इसका दुनिया का सबसे प्रसिद्ध उदाहरण है।

भ्रंश और इलास्टिक रिबाउंड सिद्धांत

भूकंप की शुरुआत एक भ्रंश (फ़ॉल्ट) से होती है — पृथ्वी की पपड़ी में एक दरार, जिसके सहारे चट्टान खिसकी है या खिसकने की संभावना है। भ्रंश के दोनों ओर की चट्टानें प्लेटों को चलाने वाली शक्तियों से भारी दबाव में रहती हैं। वर्षों या सदियों तक घर्षण भ्रंश को जकड़े रखता है। दबाव एक दबी हुई स्प्रिंग की तरह बढ़ता जाता है। फिर, जब दबाव चट्टान की घर्षण शक्ति से अधिक हो जाता है, तो भ्रंश अचानक टूट जाता है और दोनों हिस्से नई स्थिति में आ जाते हैं। यही इलास्टिक रिबाउंड सिद्धांत है, जिसे भूवैज्ञानिक Harry Fielding Reid ने 1906 के सैन फ्रांसिस्को भूकंप का अध्ययन करने के बाद पहली बार प्रतिपादित किया था।

ज़मीन के अंदर जहाँ से दरार शुरू होती है, उसे हाइपोसेंटर या फ़ोकस कहते हैं। उसके ठीक ऊपर सतह पर स्थित बिंदु को एपिसेंटर कहते हैं — यहाँ आमतौर पर सबसे ज़्यादा कंपन महसूस होता है।

भूकंपीय तरंगें

दरार से निकली ऊर्जा कई प्रकार की भूकंपीय तरंगों के रूप में बाहर फैलती है।

P-तरंगें, यानी प्राथमिक तरंगें, संपीड़न तरंगें हैं जो अपनी दिशा में चट्टान को आगे-पीछे धकेलती हैं। ये सबसे तेज़ भूकंपीय तरंगें हैं और सीस्मोमीटर पर सबसे पहले पहुँचती हैं। P-तरंगों के आगमन और उनके बाद आने वाली अधिक विनाशकारी तरंगों के बीच का यह संक्षिप्त अंतराल ही आधुनिक भूकंप पूर्व चेतावनी प्रणालियों का आधार है।

S-तरंगें, यानी द्वितीयक तरंगें, चट्टान को अपनी यात्रा की दिशा के लंबवत हिलाती हैं। ये P-तरंगों से धीमी होती हैं, केवल ठोस माध्यम से गुज़र सकती हैं, और इमारतों को नुकसान पहुँचाने वाली अधिकांश आगे-पीछे की हलचल के लिए जिम्मेदार हैं।

लव तरंगें और रेले तरंगें सतही तरंगें हैं जो पृथ्वी की सतह के साथ-साथ चलती हैं। लव तरंगें ज़मीन को क्षैतिज रूप से इधर-उधर हिलाती हैं। रेले तरंगें पानी की लहरों जैसी एक लुढ़कती, दीर्घवृत्तीय गति उत्पन्न करती हैं। सतही तरंगें आमतौर पर सबसे लंबे समय तक कंपन और इमारतों को नुकसान पहुँचाती हैं।

भूकंप को मापना

अधिकांश लोगों ने रिक्टर स्केल के बारे में सुना होगा, जिसे सीस्मोलॉजिस्ट Charles Richter ने 1935 में विकसित किया था। इसे एक विशेष प्रकार के सीस्मोग्राफ का उपयोग करके दक्षिणी कैलिफ़ोर्निया में भूकंपों की तुलना करने के लिए बनाया गया था। हर पूर्णांक की वृद्धि लगभग 31.6 गुना अधिक ऊर्जा के निर्गत को दर्शाती है।

आज सीस्मोलॉजिस्ट मुख्य रूप से मोमेंट मैग्नीट्यूड स्केल का उपयोग करते हैं, जो टूटे हुए भ्रंश के क्षेत्रफल, खिसकाव की मात्रा और चट्टान की कठोरता के आधार पर कुल ऊर्जा निर्गत को मापता है। यह बहुत बड़े या बहुत दूर के भूकंपों के लिए कहीं अधिक सटीक है। जब आप सुनते हैं कि 1960 के वाल्डिविया भूकंप की तीव्रता 9.5 थी, तो यह मोमेंट मैग्नीट्यूड है। 9.0 और 9.5 की तीव्रता के बीच का अंतर लगभग तीन गुना अधिक ऊर्जा निर्गत को दर्शाता है।

दुनिया के सबसे बड़े और सबसे घातक भूकंप

1556, शानसी, चीन: अब तक का सबसे घातक दर्ज भूकंप

23 जनवरी, 1556 को मध्य चीन के शानसी प्रांत में एक भूकंप आया जिसमें लगभग 8,30,000 लोग मारे गए — दर्ज इतिहास में किसी भी भूकंप से सबसे अधिक मौतें। इसकी तीव्रता लगभग 8.0 आंकी गई है। इस विनाशकारी तबाही की मुख्य वजह उस क्षेत्र की वास्तुकला थी: अधिकांश आबादी नरम लोएस चट्टानों में खोदी गई गुफाओं में रहती थी। जब ज़मीन हिली, तो ये सब ढह गईं। कुछ इलाकों में 60 प्रतिशत आबादी काल के गाल में समा गई।

1906, सैन फ्रांसिस्को: अमेरिका को जगाने वाला भूकंप

18 अप्रैल, 1906 की सुबह 5 बजकर 12 मिनट पर, उत्तरी सैन एंड्रियास फ़ॉल्ट के साथ एक विशाल दरार ने सैन फ्रांसिस्को के नीचे अनुमानित 7.9 तीव्रता का भूकंप ला दिया। कंपन लगभग 45 से 60 सेकंड तक रहा। लेकिन इसके बाद लगी आग ने — जो टूटी गैस पाइपलाइनों से भड़की और टूटी पानी की पाइपलाइनों के कारण फायरफाइटर्स को लाचार छोड़ते हुए फैली — शहर का लगभग 80 प्रतिशत हिस्सा तबाह कर दिया। अनुमानित 3,000 लोग मारे गए। इस आपदा ने अमेरिकी भवन निर्माण संहिता और भूकंप के वैज्ञानिक अध्ययन को गहराई से प्रभावित किया।

1960, वाल्डिविया, चिली: अब तक का सबसे बड़ा दर्ज भूकंप

22 मई, 1960 को चिली के दक्षिणी तट पर अब तक का सबसे शक्तिशाली यांत्रिक रूप से दर्ज भूकंप आया — तीव्रता 9.5। दरार चिली के सबडक्शन ज़ोन के साथ 1,000 किलोमीटर से अधिक तक फैली। कुछ क्षेत्रों में कंपन लगभग 10 मिनट तक रहा। भूकंप ने प्रशांत-व्यापी सुनामी भी उत्पन्न की। लहरें लगभग 15 घंटे बाद हवाई पहुँचीं और 61 लोगों की जान ली। भूकंप के 22 घंटे बाद सुनामी जापान से टकराई और 138 लोगों की मौत हुई। कुल मृत्यु संख्या लगभग 5,700 थी और चिली में लगभग 20 लाख लोग बेघर हो गए।

1964 का गुड फ्राइडे भूकंप, अलास्का: उत्तरी अमेरिका का सबसे बड़ा

9.2 तीव्रता के साथ, 1964 का महान अलास्का भूकंप 27 मार्च को आया और यह उत्तरी अमेरिका में अब तक का सबसे शक्तिशाली दर्ज भूकंप बना हुआ है। दरार लगभग चार मिनट तक रही और इससे नाटकीय भूवैज्ञानिक परिवर्तन हुए: कुछ क्षेत्र 11.5 मीटर तक ऊपर उठ गए, जबकि अन्य 2 मीटर से अधिक नीचे धँस गए। एंकरेज को भारी नुकसान हुआ। इसके बाद आई सुनामी ने कैलिफ़ोर्निया और ओरेगन तक लोगों की जान ली। कुल मृत्यु संख्या लगभग 131 थी — भूकंप की तीव्रता को देखते हुए यह आश्चर्यजनक रूप से कम संख्या थी, जो अलास्का की विरल आबादी के कारण संभव हुई।

2004 का हिंद महासागर भूकंप और सुनामी

26 दिसंबर, 2004 को इंडोनेशिया के सुमात्रा के उत्तरी तट से दूर 9.1 तीव्रता का भूकंप आया। दरार भ्रंश के साथ लगभग 1,200 किलोमीटर तक फैली और लगभग 10 मिनट तक रही। निर्गत ऊर्जा इतनी अधिक थी कि इससे पूरी पृथ्वी में मापने योग्य कंपन हुआ।

इसके बाद आई सुनामी ने 14 देशों में अनुमानित 2,27,898 लोगों की जान ली, जो इसे दर्ज इतिहास की सबसे घातक सुनामी बनाती है। 30 मीटर तक ऊँची लहरें इंडोनेशिया, थाईलैंड, श्रीलंका, भारत और पूर्वी अफ्रीका के तटों से टकराईं। इस आपदा ने वैश्विक सुनामी चेतावनी प्रणालियों और आपदा प्रबंधन को पूरी तरह बदल दिया।

2005 का कश्मीर भूकंप

8 अक्टूबर, 2005 को पाकिस्तान-प्रशासित कश्मीर क्षेत्र में 7.6 तीव्रता का भूकंप आया। इस सूची की अन्य घटनाओं की तुलना में कम तीव्रता होने के बावजूद, इस भूकंप में लगभग 87,350 लोग मारे गए और 1,00,000 से अधिक घायल हुए। मृत्यु संख्या के पीछे पहाड़ी इलाके, खराब तरीके से बनी इमारतें और दूरदराज़ के गाँवों तक पहुँचने की कठिनाई प्रमुख कारण थे।

2008, सिचुआन, चीन

12 मई, 2008 को मध्य चीन के सिचुआन प्रांत में 7.9 तीव्रता का भूकंप आया। लगभग 70,000 लोग मारे गए और 18,000 और लापता हो गए। इस आपदा की एक विशेष त्रासदी हज़ारों स्कूल भवनों का ढहना था — सस्ते में बनी संरचनाएँ जो चरमरा गईं, जबकि पास की मज़बूत सरकारी इमारतें सुरक्षित रहीं — जिसने निर्माण मानकों और भ्रष्टाचार को लेकर राष्ट्रीय विवाद छेड़ दिया।

2010, हैती: पश्चिमी गोलार्ध के सबसे गरीब देश में तबाही

12 जनवरी, 2010 को हैती में आया भूकंप 7.0 तीव्रता का था, फिर भी इसमें अनुमानित 1,00,000 से 3,16,000 लोग मारे गए और 15 लाख लोग बेघर हो गए। राजधानी पोर्ट-ओ-प्रिंस पूरी तरह तबाह हो गई। भूकंप की मध्यम तीव्रता की तुलना में असाधारण मृत्यु संख्या एक कड़वी सच्चाई को उजागर करती है: भूगोल यह तय करता है कि भूकंप कहाँ आएगा, लेकिन गरीबी, खराब निर्माण और अपर्याप्त बुनियादी ढाँचा यह तय करते हैं कि कितने लोग मरेंगे।

2011, तोहोकू, जापान: तीहरी आपदा

11 मार्च, 2011 को जापान के तोहोकू क्षेत्र के प्रशांत तट से दूर 9.0 तीव्रता का भूकंप आया। यह जापान में अब तक का सबसे शक्तिशाली दर्ज भूकंप था। इसके बाद आई सुनामी ने 40 मीटर तक ऊँची पानी की दीवारें खड़ी कर दीं जो कई किलोमीटर अंदर तक घुस गईं और तटीय कस्बों को पूरी तरह मिटा दिया। लगभग 19,747 लोग मारे गए।

सुनामी ने फुकुशिमा दाइची परमाणु ऊर्जा संयंत्र की कूलिंग प्रणालियों को भी ध्वस्त कर दिया, जिससे तीन रिएक्टरों में मेल्टडाउन हुआ — चेर्नोबिल के बाद की सबसे बड़ी परमाणु दुर्घटना। इस आपदा ने जापान और दुनियाभर के देशों को परमाणु ऊर्जा नीतियों पर पुनर्विचार करने पर मजबूर किया और वैश्विक सुनामी तैयारी को काफी मज़बूत किया।

2015, नेपाल

25 अप्रैल, 2015 को नेपाल में 7.8 तीव्रता का भूकंप आया, जिसके बाद 12 मई को 7.3 तीव्रता का एक बड़ा आफ्टरशॉक भी आया। इन भूकंपों में लगभग 9,000 लोग मारे गए और 23,000 से अधिक घायल हुए, तथा काठमांडू घाटी में प्राचीन मंदिर और यूनेस्को विश्व धरोहर स्थल बुरी तरह क्षतिग्रस्त हो गए।

मृत्यु संख्या में इतना अंतर क्यों होता है

भूकंप के इतिहास से सीखा जाने वाला सबसे महत्वपूर्ण सबक यह है कि तीव्रता अकेले मानवीय नुकसान तय नहीं करती। 2011 का तोहोकू भूकंप 9.0 तीव्रता का था और उसमें लगभग 20,000 लोग मारे गए। 2010 का हैती भूकंप 7.0 तीव्रता का था और उसमें 3,16,000 तक लोग मारे गए होंगे। हैती के भूकंप से लगभग 700 गुना कम ऊर्जा निकली, फिर भी उसमें संभवतः 15 गुना अधिक लोग मारे गए।

जो कारक मायने रखते हैं, उनमें शामिल हैं — आबादी वाले क्षेत्रों से निकटता, हाइपोसेंटर की गहराई, भवन निर्माण मानक, पूर्व चेतावनी प्रणालियों की उपस्थिति और प्रभावशीलता, और प्रभावित समुदायों की आर्थिक स्थिति। जापान की कड़ी भवन निर्माण संहिता, प्रशिक्षित जनसंख्या और पूर्व चेतावनी प्रणालियों ने ऐसे भूकंपों से अनगिनत जानें बचाई हैं जो कहीं और भयावह तबाही मचा देते।

पूर्व चेतावनी प्रणालियाँ और भविष्य

आधुनिक पूर्व चेतावनी प्रणालियाँ अपेक्षाकृत हानिरहित P-तरंगों के आगमन और उनके बाद आने वाली अधिक विनाशकारी तरंगों के बीच के कुछ सेकंड का फायदा उठाती हैं। जापान की J-Alert प्रणाली किसी महत्वपूर्ण भूकंप का पता चलने के कुछ सेकंड के भीतर स्मार्टफोन और सार्वजनिक प्रसारण प्रणालियों पर चेतावनी भेज देती है। मेक्सिको सिटी में 1991 से पूर्व चेतावनी प्रणाली चल रही है। अमेरिका की ShakeAlert प्रणाली 2021 में पश्चिमी तट के साथ चालू हो गई।

सच्ची भूकंप भविष्यवाणी — यानी किसी घटना से पहले सटीक समय, स्थान और तीव्रता बताना — अभी भी विज्ञान की पहुँच से बाहर है। सीस्मोलॉजिस्ट जो कर सकते हैं वह है संभाव्य खतरे का आकलन — एक निश्चित अवधि में किसी क्षेत्र में नुकसानदेह भूकंप की संभावना का अनुमान लगाना। ये आकलन दुनिया के सबसे अधिक भूकंप-सक्रिय क्षेत्रों में भवन निर्माण संहिता, आपातकालीन योजना और जन-शिक्षा का आधार बनते हैं।

ज़मीन हिलती रहेगी। हम जो बदल सकते हैं, वह है — उसके हिलने पर हमारी तैयारी।

स्रोत

USGS Earthquake Hazards Program: https://earthquake.usgs.gov

USGS Historic Earthquakes: https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/browse/significant.php

NOAA National Centers for Environmental Information, Significant Earthquakes Database: https://www.ngdc.noaa.gov/hazel/view/hazards/earthquake/search

United States Geological Survey, 1906 San Francisco Earthquake: https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/events/1906calif/18april/

NASA Earth Observatory, Natural Hazards: https://earthobservatory.nasa.gov/natural-hazards

Country Reports, Natural Disasters and Geography: https://www.countryreports.org

Pacific Tsunami Warning Center: https://ptwc.weather.gov

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https://www.countryreports.org