לא "אם" אלא "מתי": רעידת אדמה בישראל כנראה קרובה מתמיד - איך אפשר להתגונן?

הפיזיקה של החורבן: מהי רעידת אדמה ולמה זה קורה?

רעידת אדמה היא אחת מתופעות הטבע המרשימות והמפחידות ביותר על פני כדור הארץ. היא נובעת משחרור פתאומי של אנרגיה בקרום כדור הארץ, היוצר גלים סיסמיים שגורמים לקרקע לרעוד. התופעה מתרחשת כאשר לוחות טקטוניים - חלקי ענק של קרום כדור הארץ - נעים זה ביחס לזה ומשחררים אנרגיה שהצטברה לאורך זמן. כדור הארץ שלנו אינו גוף מוצק אחד, אלא מורכב משכבות. הקרום החיצוני מחולק ללוחות טקטוניים גדולים שצפים על המעטפת החמה והצמיגית שמתחתיהם. הלוחות הללו נעים במהירות של סנטימטרים ספורים בשנה - מהירות דומה לצמיחת הציפורניים שלנו. למרות שמדובר בתנועה איטית, כאשר הלוחות נתקלים זה בזה, מתרחקים או מחליקים זה על פני זה, נוצרים לחצים עצומים.

התהליך המרכזי שמוביל לרעידת אדמה נקרא "מחזור הצבירה והשחרור". במשך עשרות או מאות שנים, מתח מצטבר לאורך קו השבר (העתק) בין שני לוחות טקטוניים. כאשר המתח עולה על חוזק הסלע, מתרחשת שבירה פתאומית והלוחות נעים במהירות. התנועה הזו משחררת אנרגיה אדירה בצורת גלים סיסמיים שמתפשטים בכל הכיוונים מנקודת השבירה. ישנם שלושה סוגים עיקריים של גבולות לוחות: גבולות מתפשטים שבהם לוחות מתרחקים זה מזה, גבולות מתכנסים שבהם לוח אחד צולל מתחת לשני, וגבולות טרנספורם שבהם לוחות מחליקים זה על פני זה. כל סוג של גבול יוצר רעידות אדמה בעלות מאפיינים שונים. לדוגמה, באזורי הפחתה (סובדוקציה) שבהם לוח אוקייני צולל מתחת ללוח יבשתי, מתרחשות רעידות האדמה החזקות ביותר בעולם.

מוקד רעידת האדמה הוא הנקודה בתוך כדור הארץ שבה מתחילה השבירה, בעוד שמרכז הרעידה הוא הנקודה על פני השטח הנמצאת ישירות מעל המוקד. עומק המוקד משפיע משמעותית על עוצמת הנזק - רעידות רדודות (פחות מ-70 ק"מ עומק) גורמות בדרך כלל לנזק רב יותר מרעידות עמוקות בעלות אותה עוצמה. הגלים הסיסמיים המשתחררים ברעידת אדמה מתחלקים לסוגים שונים: גלי P (ראשוניים) שנעים הכי מהר ומגיעים ראשונים, גלי S (משניים) שנעים לאט יותר אך גורמים לנזק רב יותר, וגלי שטח שנעים לאורך פני כדור הארץ וגורמים לרוב הנזק למבנים. ההבנה של סוגי הגלים הללו חיונית לפיתוח מערכות התרעה מוקדמת.

• משרד התחבורה מגביר היערכות לרעידת אדמה הרסנית
• רעידת אדמה בבנגקוק: האם תהיה לה השלכה כלכלית?
• המלצת המערכת: כל הכותרות 24/7

כ-90% מרעידות האדמה בעולם מתרחשות לאורך "טבעת האש" של האוקיינוס השקט - אזור בצורת פרסה המשתרע מניו זילנד דרך אינדונזיה, יפן, אלסקה ועד דרום אמריקה. באזור זה נמצאים גבולות של מספר לוחות טקטוניים גדולים, והוא אחראי לרעידות האדמה החזקות ביותר שנרשמו בהיסטוריה. אזורים נוספים בסיכון גבוה כוללים את חגורת ההרים האלפינית-הימלאית המשתרעת מהים התיכון דרך טורקיה, איראן ועד להימלאיה. באזור זה מתרחשת התנגשות בין הלוח האירו-אסייתי ללוחות האפריקני, הערבי וההודי. רעידות אדמה הרסניות התרחשו לאורך ההיסטוריה בטורקיה, איראן, פקיסטן והודו.

הסיכון הסיסמי הייחודי לישראל

ישראל ממוקמת לאורך העתק הסורי-אפריקני (העתק ים המלח), שהוא הגבול בין הלוח הערבי והלוח האפריקני-סיני. מערכת העתקים זו משתרעת מטורקיה בצפון, דרך עמק הירדן וים המלח, ועד למפרץ עקבה בדרום. העתק ים המלח מסוגל לייצר רעידות אדמה בעוצמה של עד 7.5, והערים בסיכון הגבוה ביותר בישראל כוללות את טבריה, צפת, קרית שמונה ובית ג'אן בצפון. ירושלים, הנמצאת במרחק של 25 ק"מ בלבד מהעתק ים המלח, נמצאת גם היא בסיכון משמעותי.

הרעידה החזקה האחרונה שפקדה את ישראל בהיסטוריה המודרנית הייתה בינואר 1837, זו הייתה רעידה בעוצמה 7.1, שקטלה יותר מ-5,000 אנשים וגרמה נזק עצום לערים וכפרים. רעידת יריחו ב-1927, שהגיעה לעוצמה 6.25, הרגה לפחות 500 אנשים וגרמה נזק כבד בירושלים, יריחו, רמלה, טבריה ושכם. בירושלים נהרגו יותר מ-130 אנשים וכ-300 בתים קרסו או ניזוקו קשות.

• כלבים מריחים סרטן - האם אפשר לנצל את זה למניעה ולריפוי?
• AI מקבל החלטות טובות יותר מבני אדם - אז למה אנחנו עדיין לא סומכים עליו?
• תוכן שיווקי שוק הסקנדרי בישראל: הציבור יכול כעת להשקיע ב-SpaceX של אילון מאסק
• מבחן המרשמלו: האם הניסוי הפסיכולוגי המפורסם באמת ניבא הצלחה...

כ-800,000 מהדירות בישראל נבנו לפני 1980, השנה שבה נכנס לתוקף הקוד הסיסמי הישראלי, ולכן הן נמצאות בסיכון גבוה לקריסה במקרה של רעידת אדמה חזקה. הגידול המהיר באוכלוסייה במאה האחרונה, בשילוב עם מלאי הבניינים הפגיע, יוצרים סיכון סיסמי גבוה מאוד לאזור. בשנת 2022 השיקה ישראל את מערכת ההתרעה המוקדמת TRUAA (תרועה), עם יותר מ-110 תחנות סיסמיות ברחבי הארץ. המערכת מסוגלת לספק התרעה של 8-3 שניות לפני הגעת הרעידות החזקות, תלוי במרחק מהמוקד.

כיצד מודדים עוצמה של רעידות אדמה?

מדידת רעידות אדמה היא תחום מדעי מורכב שהתפתח משמעותית מאז תחילת המאה ה-20. סולם ריכטר, שפותח בשנת 1935 על ידי צ'רלס ריכטר ובנו גוטנברג, היה הראשון שאפשר דירוג כמותי של גודל רעידות אדמה באמצעות מדידת משרעת הגלים הסיסמיים. מדובר בסולם לוגריתמי, כלומר כל עלייה בדרגה אחת מייצגת עלייה פי 10 במשרעת הגלים ושחרור של אנרגיה ברמה של יותר מפי 31. כך, למשל, רעידה בעוצמה 5 תיצור רעידות קרקע חזקות פי 10 מרעידה בעוצמה 4, ותשחרר אנרגיה השווה לפיצוץ של 6 מיליון טון חומר נפץ. עם זאת, לסולם ריכטר יש מגבלות משמעותיות. הוא מדויק רק עבור רעידות במרחק מסוים ובתדרים מסוימים, ואינו מתאים למדידת רעידות גדולות מאוד (מעל 7) שבהן הסולם "נרווה" ואינו משקף נכון את גודל הרעידה.

כיום, סולם מומנט המגניטודה (Mw) הוא המקובל ביותר למדידת רעידות אדמה. סולם זה מבוסס על המומנט הסיסמי - תוצר של השטח שנע לאורך ההעתק, המרחק שהוא נע, וחוזק הסלע. הוא מספק הערכה מדויקת יותר של האנרגיה הכוללת ששוחררה ברעידה. סיסמוגרפים מודרניים הם מכשירים רגישים ביותר שיכולים לזהות תנודות קטנות ביותר בקרקע. רשת סיסמוגרפית מורכבת מתחנות רבות, כאשר כל תחנה מודדת את תנועת הקרקע במיקומה. השילוב של נתונים מתחנות מרובות מאפשר לקבוע את מיקום המוקד, העומק והעוצמה של הרעידה.

רעשי האדמה הגדולים שהרעידו את העולם

חמש רעידות האדמה החזקות ביותר שנרשמו במהלך ההיסטוריה:

רעידת האדמה העוצמתית ביותר שנרשמה אי פעם התרחשה ב-22 במאי 1960, ליד העיר ולדיביה בצילה. הרעידה נמשכה 10 דקות והרגה כ-5,700 אנשים. היא גרמה לשקיעת קרקע משמעותית לאורך החוף הצ'יליאני ויצרה צונאמי שגרם נזק בכל האוקיינוס השקט.

רעידת האדמה השנייה בעוצמתה והחזקה ביותר בהיסטוריה של ארה"ב אירעה באלסקה בשנת 1964. הרעידה נמשכה 4 דקות ו-38 שניות והגיעה לעוצמה של 9.2. בעקבותיה נגרמו מפולות קרקע ענקיות וצונאמי שהגיע עד קליפורניה והוואי.

בשנת 2004 אירעה בסומטרה שבאפריקה רעידת אדמה בעוצמה של 9.1. רעידה זו הייתה השלישית בגודלה בהיסטוריה ויצרה את הצונאמי הקטלני ביותר שנרשם. הרעידה גרמה למוות של כמעט 300,000 אנשים ב-10 מדינות בדרום-מזרח אסיה ומזרח אפריקה.

רעידת האדמה בטוהוקו שביפן התרחשה במרץ 2011 מול חופי הונשו שביפן. הרעש בעוצמה של 9.0 נחשב לרביעי בעוצמתו בעולם מאז החלו המדידות. רעידת האדמה גרמה לגלי צונאמי  בגובה של כ-10 מטרים שהיכו בחופי הונשו. פגיעת הגלים גרמה  לאסון הגרעיני בפוקושימה - שם היו מרבית הנפגעים. רעידת האדמה גבתה 15,889 הרוגים, 2,597 נעדרים, ו-6,152 נפגעים. הנזק נאמד ב-309 מיליארד דולר.

רעידת האדמה החמישית בחוזקה מאז החלו המדידות התרחשה בקמצ'טקה שברוסיה בשנת 1952 והגיעה אף היא לעוצמה של 9.0. רעידה זו הייתה הראשונה שנמדדה בעוצמה זו במאה ה-20, ויצרה צונאמי שהגיע להוואי ופרו.

אולם הרעידות הקטלניות ביותר הן לאו דווקא העוצמתיות ביותר. הסיבות למספר הקורבנות הגבוה יכולות להיות נעוצות בגורמים שונים, כגון צפיפות אוכלוסין, איכות בנייה ירודה ותנאי מגורים ספציפיים. רעידת האדמה שגבתה את מספר הקורבנות הגדול ביותר בהיסטוריה התרחשה בסין בשנת 1556, ונהרגו בה כ-830,000 בני אדם. 

ההנחיות שמצילות חיים: מה לעשות כשהאדמה רועדת?

כאשר מתרחשת רעידת אדמה, יש לכם שניות ספורות להגיב. ההנחיה הבינלאומית המקובלת ביותר היא "Drop, Cover, and Hold On" - שכב, התכסה והחזק. מומחים להיערכות לחירום ברחבי העולם מסכימים שזוהי הדרך היעילה ביותר להפחית פציעות ומוות במהלך רעידות אדמה.

אם אתם בתוך מבנה:

שכבו מיד על הידיים והברכיים כדי למנוע מהרעידות להפיל אתכם. זחלו מתחת לשולחן יציב, אם יש כזה זמין. כסו את הראש והצוואר בזרועותיכם. אם אתם מתחת לרהיט, אחזו בו והיו מוכנים לזוז איתו אם הוא יזוז.

אל תרוצו החוצה במהלך הרעידה! אזור הקירות החיצוניים הוא המסוכן ביותר. חלונות, חזיתות ופרטים אדריכליים הם לרוב החלקים הראשונים שמתמוטטים. רוב הפציעות ומקרי המוות ברעידות אדמה נגרמים מחפצים נופלים או מעופפים כמו טלוויזיות, מנורות, זכוכיות או ספריות.

אם אתם במיטה, הישארו שם. שכבו על הבטן כדי להגן על איברים חיוניים וכסו את הראש והצוואר בכרית. מחקרים מראים שאנשים שיצאו מהמיטה לא היו נפצעים אילו נשארו במקומם.

אם אתם בחוץ:

הישארו בחוץ והתרחקו מבניינים, עצים, עמודי חשמל ושלטים. לאחר שהתרחקת מסכנות, בצע Drop, Cover, and Hold On. אזורים פתוחים הם המקום הבטוח ביותר במהלך רעידה.

אם אתם בנהיגה ,עצרו בזהירות הרחק מהתנועה. הימנעו  מעצירה על גשרים או מתחתיהם, התרחקו מעצים ועמודי חשמל. הפעילו בלם יד והישארו ברכב עד שהרעידות ייפסקו.

לאחר הרעידה:

היו מוכנים לרעידות משנה שיכולות להיות חזקות. בדקו אם יש פצועים וטפלו בהם. אם הבניין ניזוק, צאו החוצה והתרחקו ממנו. השתמשו בפנסים, לא בנרות, בגלל סכנת דליקות גז.

אם אתה ליד החוף ורעידה חזקה נמשכת 20 שניות או יותר, התפנו מיד לקרקע גבוהה - ייתכן שנוצר צונאמי. טפסו לפחות 30 מטר מעל פני הים או 3 ק"מ פנימה. אל תחכו להתרעה רשמית.

העתיד הטכנולוגי: מערכות חיזוי ומבנים שלא נופלים

גורדי שחקים מודרניים הם פלאי הנדסה שיכולים לעמוד ברעידות אדמה חזקות. באופן מפתיע, מבנים גבוהים גמישים יותר ולכן עמידים יותר לרעידות אדמה ממבנים נמוכים ונוקשים. הגמישות מאפשרת להם להתנדנד בלי להישבר. אחת הטכנולוגיות המרכזיות היא בולמי זעזועים המותקנים בכל קומה בין העמודים והקורות. כל בולם מכיל ראש בוכנה בתוך צילינדר מלא בשמן סיליקון. כאשר הבניין מתנדנד, הבוכנות דוחפות נגד השמן והופכות את האנרגיה המכנית לחום.

מגדל טייפה 101 בטייוואן משתמש במטוטלת ענקית במשקל של יותר מ-700 טון התלויה בין הקומות. כאשר הבניין מתנדנד, המטוטלת נעה בכיוון ההפוך ומייצבת את המבנה. זהו בולם המסה המכוון הגדול והכבד ביותר בעולם.

טכנולוגיות מתקדמות נוספות

בידוד בסיס - מערכות המבודדות את בסיס הבניין מתנועות הקרקע. חלקן כמו דיסקיות הוקי ענקיות שמתעוותות ובולעות אנרגיה, ואחרות הן משטחים חסרי חיכוך שמחליקים זה על זה.

מסגרות עמידות ופלטות חיזוק - באזורים סיסמיים משתמשים במסגרות אלכסוניות (trusses) ובפלטות חיזוק שמתמתחות בזמן פגיעה ומפזרות את האנרגיה.

פירמידת טראנס אמריקה בסן פרנסיסקו מפורסמת בזכות הבסיס הרחב שלה שמצטמצם כלפי מעלה ומגביר את היציבות. רשת של תמוכות אלכסוניות בבסיסה תומכת בבניין נגד כוחות אופקיים ואנכיים.

גובה הבניין קובע את קצב התנודות שלו ברעידה. מבנים קצרים חווים כוחות פרופורציונליים גדולים יותר ממבנים גבוהים, ולכן מהנדסים חייבים לתכנן מבנים נמוכים באזורים סיסמיים לעמוד בכוחות גדולים אף יותר.

גורדי השחקים בניו יורק נבנו לעמוד ברוחות חזקות הרבה יותר מרעידות האדמה הצפויות באזור. המבנים הגבוהים גמישים בגלל שהם מתוכננים לדחיפה ומשיכה של הרוח, שיש לה השפעה גדולה יותר על מבנים גבוהים מאשר רעידות אדמה.

בטוקיו, שנמצאת באזור סיסמי פעיל במיוחד, מתכננים בניינים לפי תאוצה ולא לפי עוצמה. המהנדסים מחשבים את רמת התאוצה הצפויה מהרעידות הגדולות ביותר באזור ומשתמשים בה בחישובים שלהם.

בינה מלאכותית ומערכות התרעה מתקדמות

בשנת 2024 התרחשה פריצת דרך משמעותית כשהושג דיוק של 98% בחיזוי רעידות אדמה בלוס אנג'לס באמצעות אלגוריתמי למידת מכונה מתקדמים. המחקר זכה להכרה מהאו"ם כהתקדמות משמעותית בתחום.

מערכת DiTing שפותחה באוניברסיטת טקסס הצליחה לחזות 70% מרעידות האדמה בסין עד שבוע מראש על ידי ניתוח של חמש שנות נתונים סיסמיים. זוהי אחת ההצלחות הגדולות ביותר בחיזוי רעידות אדמה לטווח קצר.

חוקרים מאוניברסיטת קיוטו הדגימו שמודלי למידת מכונה יכולים לזהות אותות עדינים לפני כשל במעבדה, כולל שינויים מקומיים במתח הגזירה באזורים "זוחלים" של ההעתק. הממצאים האלה מספקים תקווה שבעתיד נוכל לזהות סימנים מקדימים בטבע.

Google הרחיב את מערכת ההתרעה המבוססת על טלפונים אנדרואיד לכלל ארה"ב ו-98 מדינות נוספות, יוצר רשת סיסמית גלובלית של מיליוני חיישנים צרכניים. המערכת משתמשת באקסלרומטרים במכשירים כדי לזהות תחילת רעידה ולהתריע למשתמשים באזור.

סין השלימה ב-2024 את מערכת ההתרעה המוקדמת הגדולה בעולם עם 16,000 תחנות ניטור, 3 מרכזים לאומיים ו-31 מרכזים מחוזיים, המכסה את כל סין היבשתית.

ה-USGS פרסם אסטרטגיה עשורית (2024-2033) הכוללת הקמת מערכת עיבוד אוטומטית מלאה, שיפור הדיוק של ShakeAlert, ויישום חיזוי רעידות תלוי-זמן.

מחקר חדש מ-2025 הציג מסגרת חיזוי מבוססת Random Forest לחיזוי שחרור אנרגיה סיסמית גלובלית, עם יכולת לחזות את האנרגיה הצפויה להשתחרר בשנה הקרובה.

בינה מלאכותית מזהה כעת סוגים חדשים של רעידות אדמה שלא זוהו בעבר, כולל פעילות מגמה מתחת להרי געש. הממצאים האלה משנים את הבנתנו על איך ומתי רעידות מתרחשות. עם זאת, יש ויכוח בקהילה המדעית האם הבינה המלאכותית באמת מספקת פריצת דרך או רק שיפור הדרגתי. חלק מהמודלים המורכבים לא השיגו תוצאות טובות יותר מחוקים אמפיריים פשוטים.

אתגרים וכיוונים עתידיים:

למרות ההתקדמות המרשימה, חיזוי מדויק של רעידות אדמה נותר אחד האתגרים הגדולים במדע. רעידות אדמה נגרמות מאינטראקציה מורכבת של לוחות טקטוניים, קווי שבר והצטברות מתח בקרום כדור הארץ - מערכת דינמית מורכבת שקשה מאוד לחזות. אזורים שונים בעולם נמצאים בסיכון גבוה לרעידות משמעותיות, כולל איסטנבול שצפויה לרעידה גדולה עם הסתברות של 50% בחמש השנים הקרובות, ואלמטי בקזחסטן שהועלתה לרמת סיכון גבוהה לשנת 2025.

הטכנולוגיות החדשות מבטיחות אך דורשות המשך פיתוח. שילוב של רשתות סיסמיות צפופות, ניתוח Big Data, בינה מלאכותית ומודלים פיזיקליים מתקדמים יוביל כנראה להתקדמות משמעותית בעשור הקרוב. המטרה הסופית היא לא רק לחזות רעידות אדמה אלא להפחית את הנזק מהן. זה מצריך שיפור של מערכות ההתרעה המוקדמת, חיזוק מבנים קיימים, בנייה חכמה יותר וחינוך הציבור. השילוב של כל הגורמים האלה יכול להציל עשרות אלפי חיים בעתיד.

סיכום: החיים לצד האיום הסיסמי

רעידות אדמה הן תזכורת עוצמתית לכוחות האדירים הפועלים מתחת לרגלינו. למרות ההתקדמות הטכנולוגית המרשימה, אנחנו עדיין לא יכולים למנוע רעידות אדמה או לחזות אותן במדויק. מה שאנחנו כן יכולים הוא להיערך טוב יותר, לבנות חכם יותר, ולהגיב מהר יותר. ישראל, כמו אזורים סיסמיים רבים בעולם, עומדת בפני אתגר משמעותי. ההיסטוריה מלמדת שרעידות גדולות מתרחשות באזורנו במחזוריות, והשאלה היא לא אם תהיה פה רעידת אדמה משמעותית אלא מתי היא תפקוד אותנו. ההשקעה במערכת TRUAA, חיזוק מבנים וחינוך הציבור הם צעדים חיוניים, אך יש עוד דרך ארוכה לעבור.

הטכנולוגיה ממשיכה להתפתח בקצב מסחרר. מבינה מלאכותית שמזהה דפוסים בלתי נראים, דרך מבנים שמתאימים את עצמם לרעידות בזמן אמת, ועד רשתות התרעה גלובליות - אנחנו נמצאים בעיצומה של מהפכה בהתמודדות עם רעידות אדמה. אבל הכלי החשוב ביותר נותר המודעות והמוכנות האישית. לדעת מה לעשות באותן שניות קריטיות, להכיר את הסביבה שלנו, ולהיות מוכנים - אלו הדברים שיכולים להציל את חיינו וחיי יקירינו. העתיד מבטיח התקדמויות נוספות, אך עד אז עלינו לחיות עם המציאות שהאדמה תחת רגלינו יכולה לרעוד בכל רגע. ההבנה, ההכנה וההיערכות הן המפתח לא רק לשרוד את הרעידה הבאה, אלא להמשיך לשגשג אחריה.