CHAPTER 12EARTHQUAKES
MOVEMENTS OF THE EARTH THAT ARECAUSED BY A SUDDEN RELEASE OFENERGY WHEN ROCKS MOVE ALONG AFAULT.
E:\earthquake.jpg
E:\Quake_7.jpg
San Fransisco, CA  (1906)
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8e/San_Francisco_Fire_Sacramento_Street_1906-04-18.jpg
E:\earthquake.gif
Anatomy of an Earthquake
Focus - the location within Earth where the firstmotion occurs along a fault.
90% of earthquakes have a shallow focus. (< 70 km deep)
Any given shallow focus earthquake will cause lessdamage than most deep focus earthquakes
Shallow focus quakes cause the most destruction overall
Epicenter- the point on the earth’s surface directlyabove the focus.
E:\240px-Epicenter.png
E:\eqfocus.gif
Seismic Waves
As rocks move, the rocks release energy in theform of vibrations called seismic waves.
These waves travel outward in all directionsfrom the focus through the surrounding rock.
E:\earthquake (1).gif
E:\ency043earthq001.gif
Two Main Categories of Waves
BODY WAVES
Body waves travel through thebody of a medium.
P Waves or primary waves orcompression waves
Fastest; fastest waves (1st detected)
Cause rock to move back and forthparallel to the direction the wavesare traveling
Can move through solids, liquids, andgases.
Travel faster through more rigidmaterials.
S Waves or secondary waves  orshear waves
Second fastest waves
Arrive after P waves
Cause rock to move side to sideperpendicular to the direction inwhich the waves are traveling.
Only move through solids.
SURFACE WAVES
Surface waves travel alongthe surface of a body ratherthan through the middle.
Form from motion along ashallow fault or from theconversion of energy whenP waves and S waves reachEarth’s surface.
Slowest moving
Cause the greatest damage
E:\figure-19-05-1.jpg
E:\image77.png
E:\image77.png
Seismic Waves and Earth’s Interior
Seismic waves can be used to understandearth’s interior.
The composition of the material throughwhich P and S waves travel affect the speedand direction of the waves.
By studying the speed and direction of seismicwaves, scientists can learn more about themakeup and structure of Earth’s interior.
E:\FG15_26.JPG
Andrija Mohorovicic, 1909…discovered that thespeed of seismic waves increases abruptly at 30km beneath the surface of continents.
Because the mantle is denser than the crust.
Therefore, this marks the boundary between themantle and crust.
The depth of this boundary varies from 10 kmunder the oceans to 30 km under the continents.
Earth is composed of 3 composition layers:
crust, mantle, core
Earth is composed of 5 mechanical layers:
Lithosphere, asthenosphere, mesosphere, outercore, inner core.
E:\moho-mohorovicic.gif
E:\structure_earth1.gif
Shadow Zones
Shadow zones are locations on earth’s surface whereno body waves (P and S) can be detected.
Shadow zones exist because the materials that makeup the earth’s interior are not uniform in rigidity(some are liquid; some are solid; furthermore, someare rigid and some are “plastic”).
A large S wave shadow zone would be foundcovering the side of earth opposite the earthquake.
The S waves cannot pass through the liquid outercore.
E:\FG15_26.JPG
Earthquakes and Plate Tectonics
Earthquakes are a result of stresses in Earth’slithosphere.
Most earthquakes occur at
Convergent oceanic environments
Convergent plate boundaries - colliding
Divergent oceanic environments
Divergent plate boundaries – spreading
Continental environments
Convergent, divergent, and transform boundaries
Most Earthquakes occur at PlateBoundaries
E:\plateboundaries1.gif
Earthquakes away from PlateBoundaries
Not all earthquakes occur at active knownplate boundaries; sometimes ancient faultzones are buried and result in earthquakes.
1811/1812…New Madrid, Missouri
Felt as far away as S. Carolina
Studying Earthquakes
Seismology
Earthquakes are the best tool for investigatingEarth’s internal structure and dynamics.
Seismometer/Seismograph – equipment thatcan detect and record the vibrations of anearthquake.
Seismogram – the tracing of vibration intensityrecorded by a seismograph.
P waves are recorded first, then S waves.
E:\fig2.gif
Locating an Earthquake
Determining the epicenter of an earthquake
Triangulation
3 seismic stations are used
P Waves travel faster than S Waves
The arrival of P Waves and S Waves are recorded
The longer the lag time between the P and SWaves, the farther away the earthquake.
E:\triangle.gif
Earthquake Measurement
Measure the amount of energy released
Measure the amount of damage caused
Magnitude = the measure of the strength of theearthquake.
Richter Scale measures magnitude, 20th century
Moment Magnitude Scale, 21st century
More accurate for large earthquakes
Measures the strength based on the size of the area of thefault that moves, the average distance that the fault blocksmove, and the rigidity of the rocks in the fault zone.
The larger the number, the stronger the earthquake.
Largest recorded…9.5
Magnitudes of less than 2.5 are usually not felt by people.
E:\earthquake-effects-table.jpg
Intensity:  Modified Mercalli Scale
Before the development of magnitude scale, thesize of an earthquake was determined based onthe earthquake’s effects = intensity.
Expresses intensity in roman numerals. From I toXII and provides a description of the effectscaused by the earthquakes.
XII – highest intensity and total destruction.
Depends on the earthquakes magnitude, thedistance between the epicenter and the affectedarea, the local geology, and the earthquake’sduration.
Modified Mercalli Intensity Scale
E:\mercalli.gif
Expected Damages
Most damage is caused by the collapse ofbuildings or falling objects and flying debris.
Other damage is caused by landslides, fires,explosions (broken electric and gas lines), andfloodwater (collapsing dams).
CAN YOU THINK OF ANY OTHER DAMAGE?
E:\110312QuakeGraphicCedarRapids.jpg
http://ww2.hdnux.com/photos/40/76/22/8643741/4/920x920.jpg
Tsunamis
Caused by an earthquake that occurs on theocean floor.
The shifting ocean floor creates a Tsunami(giant ocean wave) as energy is transferred.
Earthquake Warnings and Forecasts
Scientists are trying to predict whereearthquakes might occur.
They think that areas along faults that haveNOT shown movement (seismic gaps) mightbe likely areas for future quakes since thestress may be building in these areas.
Prediction of Earthquakes
Foreshocks – little earthquakes that mayprecede the main event.
May be a few seconds up to a few weeks priorto main event.
Sensors may also detect slight tilting of theground and may be able to detect the stressand strain building along fault zones.
Predicting earthquakes is mostly unreliable.