Hoe een aardbeving de biosfeer en hydrosfeer beïnvloedt

De aarde is gemaakt van enorme bewegende stukken, tektonische platen genaamd, die met grote kracht tegen elkaar duwen. Wanneer de ene plaat plotseling plaats maakt voor de andere, vindt er een aardbeving plaats. Aardbevingen tasten de biosfeer aan, de laag van het aardoppervlak waarin leven kan bestaan. Dit omvat al het water op of nabij het aardoppervlak, de hydrosfeer. De ernst van een aardbeving neemt toe naarmate de omvang (de relatieve grootte zoals gemeten door een seismograaf) toeneemt en afneemt naarmate de afstand tot de fout die de aardbeving veroorzaakte toeneemt.

De meeste vernietiging van mensenlevens bij een aardbeving is het gevolg van de ineenstorting van gebouwen, die in de taal van de natuurkunde wordt veroorzaakt door een combinatie van lichaams- en oppervlaktegolven. Deze golven zorgen ervoor dat de grond, en gebouwen die op de grond rusten, op een complexe manier gaan trillen. De golven reizen omhoog door funderingen van gebouwen en vechten tegen hun traagheid of weerstand tegen verandering. Er wordt druk uitgeoefend op muren en verbindingen, waardoor gebouwen worden vernietigd die niet zijn gebouwd om deze te weerstaan.

Aardbevingen kunnen verschillende soorten aardverschuivingen veroorzaken. Het meest voorkomende type door aardbevingen veroorzaakte aardverschuiving is een rotsval die optreedt op steile hellingen. Bodemlawines kunnen optreden op steile hellingen die over het algemeen stabiel zijn, maar waar de grond fijnkorrelig is en niet sterk op zijn plaats wordt gehouden. Onderwater aardverschuivingen kunnen voorkomen in delta's en kunnen verantwoordelijk zijn voor schade aan havenfaciliteiten, zoals gebeurde in Seward, Alaska in 1964.

Zandgronden die normaal stabiel en ondersteunend zijn, kunnen zich tijdens een aardbeving met water vermengen en worden zoals drijfzand - vergelijkbaar met wat er gebeurt als je je tenen in het zand bij de waterlijn wiebelt strand. Het resultaat is liquefactie, die zich op verschillende manieren kan manifesteren. Een zijdelingse verspreiding is de zijwaartse verplaatsing van grote stukken grond op een flauwe helling. De bodem kan van 10 tot 150 voet bewegen en kan destructief zijn voor ondergrondse pijpleidingen. Een stroomstoring is een laag intact materiaal die boven een laag vloeibaar gemaakte grond, op het land of onder water, rijdt. Bewegend met wel tientallen mijlen per uur, kunnen stroomstoringen catastrofaal destructief zijn. Bodem die normaal gesproken een gebouw of andere structuur ondersteunt, ondervindt verlies van draagkracht wanneer deze vloeibaar wordt, waardoor de ondersteunde structuur kan bezinken en kantelen. Zandblazen treden op wanneer langdurig schudden van vloeibaar gemaakte lagen een uitbarsting van water uit de zandlaag veroorzaakt.

Aardbevingen kunnen de grondwaterstroming uit bronnen wijzigen door uitzetting en samentrekking van de watervoerende laag waaruit de bron stroomt te veroorzaken. De verandering kan tijdelijk of permanent zijn. Aardbevingsfouten kunnen ook resulteren in verschoven stroomkanalen en verzakkingsvijvers, water dat zich in de depressie verzamelt langs een strike-slip-breuklijn. Veruit het grootste effect van aardbevingen in de hydrosfeer is de tsunami, wat 'havengolf' betekent in het Japans. Tsunami's zijn het gevolg van een plotselinge verticale verschuiving in de oceaanbodem, meestal waar tektonische platen samenkomen, die kunnen worden veroorzaakt door een aardbeving, een aardverschuiving of een vulkaan. Een kleine golf, over het algemeen slechts een paar voet hoog, wordt gegenereerd. Naarmate de diepte van het water nabij land echter afneemt, neemt de hoogte van de golf vele malen toe, en kan enorme vernietiging veroorzaken op honderden of duizenden kilometers van de plaats van de aardbeving. Een miniatuurvorm van tsunami die in meren kan voorkomen, wordt een seiche genoemd.

Grote aardbevingen kunnen de hoogte van bergen met een paar centimeter tot een paar voet verhogen. Wanneer de ene kant van een breuk omhoog beweegt ten opzichte van de andere kant van de breuk, ontstaat er een steile richel die een steile helling wordt genoemd. Als er zich langs een breuk herhaalde aardbevingen voordoen, wordt de rots langs de breuk gebroken en wordt deze onderhevig aan erosie die na verloop van tijd een vallei in de breukzone kan vormen. Een fout kan de beweging van het grondwater verstoren, het niveau verhogen of verlagen en vijvers of bronnen veroorzaken. Een strike-slip fout op het oppervlak van de grond wordt weergegeven als een lange ondiepe verstoring, een moletrack genoemd.