الزلازل - كل ما تريد ان تعرفه عن الزلازل

المحتويات

1. ما هو الزلزال؟ (تعريف الزلزال)
2. ما الذي يسبب الزلازل
3. أين تحدث معظم الزلازل؟
4. أنواع الأعطال
5. تقييمات حجم الزلزال
6. أضرار الزلزال

 الزلازل 

ما هو الزلزال؟ (تعريف الزلزال)

الزلزال هو ظاهرة طبيعية تتميز بهز سطح الأرض. وهو ناتج عن الإطلاق المفاجئ للطاقة في قشرة الأرض، مما يؤدي إلى انتشار الموجات الزلزالية عبر الأرض. يمكن أن تحدث الزلازل في أي مكان على الأرض، ولكنها تحدث بشكل أكثر شيوعا عند حدود الصفائح التكتونية.

كل ما تريد ان تعرفه عن الزلازل

تتولد الطاقة المنبعثة في الزلزال عن طريق حركة الصفائح التكتونية التي تشكل الغلاف الخارجي للأرض. هذه الصفائح في حركة مستمرة بسبب التيارات الحرارية في الوشاح الأساسي. الحدود التي تتفاعل فيها الصفائح هي مناطق ذات ضغط عال، وعندما يتجاوز الضغط قوة الصخور، فإنه يتسبب في كسرها وانزلاقها عبر بعضها البعض، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة المخزنة.

يتم قياس حجم وحجم الزلزال عادة باستخدام مقاييس الحجم مثل مقياس ريختر أو مقياس حجم اللحظة (ميغاواط). تحدد هذه المقاييس كمية الطاقة المنبعثة من الزلزال. 

يمكن أن تتراوح الزلازل من هزات طفيفة بالكاد ملحوظة إلى أحداث كبرى يمكن أن تسبب دمارا واسع النطاق وخسائر في الأرواح. يمكن أن تسبب الزلازل مجموعة متنوعة من التأثيرات، بما في ذلك الزلازل والانهيارات الأرضية وأمواج تسونامي (إذا حدث الزلزال تحت المحيط) والمخاطر الثانوية مثل الحرائق وتسرب الغاز. تعتمد شدة الأضرار الناجمة عن الزلزال على عوامل مثل حجم الزلزال، بالقرب من المناطق المأهولة بالسكان، ونوعية البنية التحتية، واستعداد المجتمعات المتضررة. 

يدرس العلماء والمهندسون الزلازل لفهم أسبابها بشكل أفضل، والتنبؤ بحدوثها، ووضع استراتيجيات للتخفيف من آثارها. تشمل تدابير الحد من المخاطر المرتبطة بالزلازل الهياكل المقاومة للزلازل وأنظمة الإنذار المبكر وخطط الطوارئ.

ما الذي يسبب الزلازل

 السبب الرئيسي للزلازل هو حركة الصفائح التكتونية للأرض. تنقسم قشرة الأرض إلى عدة صفائح كبيرة تطفو فوق الطبقة شبه السائلة الأساسية التي تسمى الغلاف الموري. تتحرك هذه الصفائح باستمرار، وإن كان ذلك ببطء شديد، بسبب التيارات الحرارية في الوشاح الأساسي.

الحدود التي تتفاعل فيها الصفائح التكتونية هي أكثر المواقع شيوعا للزلازل. أنواع حدود الصفائح:

1. الحدود المتقاربة: هذه هي النقاط التي تتصادم عندها لوحتان. اعتمادا على نوع الصفائح المعدنية، يمكن دفع أحدهما تحت الآخر في عملية تسمى الاندساس. بسبب الاصطدام والاندساس، يمكن أن تتراكم الضغوط والضغوط القوية في القشرة، مما يتسبب في حدوث زلازل.

2. حدود متباينة: هذه هي المناطق التي تتباعد فيها لوحتان عن بعضهما البعض. تخلق هذه الحركة فجوة، وترتفع الصهارة من الوشاح الأساسي لملئها وتشكيل قشرة جديدة. يمكن أن يتسبب فصل الصفائح وتمديدها في حدوث زلازل حيث تتكسر الصخور وتتكيف مع التكوين الجديد.

3. تحويل الحدود: تعرف المواقع التي تنزلق فيها لوحتان أفقيا بعد بعضهما البعض باسم حدود التحويل. يتم قفل الألواح معا بسبب الاحتكاك، لكن الحركة المستمرة تتغلب في النهاية على الاحتكاك وتتسبب في انزلاق الألواح فجأة. يتسبب هذا الإطلاق المفاجئ للطاقة في حدوث زلازل على طول خطأ التحويل.

إلى جانب الصفائح التكتونية، يمكن أيضا أن تحدث الزلازل بسبب عوامل أخرى، على الرغم من أنها نادرة نسبيا. وهذا يشمل النشاط البركاني حيث ترتفع الصهارة وتتفاعل مع الصخور المحيطة، مما يخلق ضغطا ويكسر القشرة. يمكن أن تؤدي الأنشطة البشرية مثل التعدين والزلازل التي يسببها الخزان (بسبب ملء الخزانات الكبيرة) والتكسير الهيدروليكي (التكسير) لإنتاج النفط والغاز إلى حدوث أحداث زلزالية. 

تنتشر الطاقة المنبعثة أثناء الزلزال على شكل موجات زلزالية تهز الأرض. يتم قياس حجم الزلزال باستخدام أدوات تسمى مقاييس الزلازل، وغالبا ما يشار إلى شدته باستخدام مقاييس مثل مقياس ريختر أو مقياس حجم اللحظة (ميغاواط)، والتي تحدد كمية الطاقة المنبعثة.

 

أين تحدث معظم الزلازل؟

تحدث معظم الزلازل على طول حدود الصفائح التكتونية، وهي أجزاء كبيرة من الغلاف الصخري للأرض تتفاعل مع بعضها البعض. تتركز غالبية النشاط الزلزالي في مناطق محددة حول العالم. فيما يلي المناطق الأساسية التي تحدث فيها الزلازل:

• حلقة النار في المحيط الهادئ: حلقة النار في المحيط الهادئ هي المنطقة الأكثر نشاطا زلزاليا على وجه الأرض. إنه حزام على شكل حدوة حصان يطوق المحيط الهادئ، يمتد من الساحل الغربي للأمريكتين، عبر جزر ألوشيان في ألاسكا، عبر شرق آسيا، وصولا إلى نيوزيلندا. تشهد هذه المنطقة زلازل متكررة و نشاطا بركانيا بسبب تصادم اندساس العديد من الصفائح التكتونية.
•  حزام المحيط الهادئ: يمتد هذا الحزام إلى ما وراء حلقة النار في المحيط الهادئ ويشمل مناطق مثل غرب أمريكا الشمالية وأمريكا الوسطى والساحل الغربي لأمريكا الجنوبية. يتميز اندساس صفيحة المحيط الهادئ تحت الصفائح الأخرى, مما يؤدي إلى نشاط زلزالي مكثف.
• الحزام المتوسطي الآسيوي: يشمل هذا الحزام منطقة البحر الأبيض المتوسط، بما في ذلك جنوب أوروبا وشمال إفريقيا وغرب آسيا. إنها منطقة زلزالية نشطة بسبب تقارب الصفيحة الأفريقية والصفيحة الأوراسية والصفيحة العربية. تشتهر بالزلازل الكبيرة في دول مثل اليونان وتركيا وإيران وإيطاليا.
• سلسلة جبال وسط المحيط الأطلسي: سلسلة جبال وسط المحيط الأطلسي هي حدود متباينة تمر عبر المحيط الأطلسي، حيث تتحرك صفيحة أمريكا الشمالية والصفيحة الأوراسية. تشهد هذه المنطقة زلازل متكررة مع ارتفاع الصهارة تشكيل قشرة محيطية جديدة.
• حزام جبال الألب-جبال الهيمالايا: يمتد هذا الحزام من جبال الألب في أوروبا إلى جبال الهيمالايا في آسيا. إنها منطقة نشطة زلزاليا بسبب الاصطدام بين الصفيحة الأفريقية والصفيحة الأوراسية، مما أدى إلى تكوين سلسلة جبال الهيمالايا.

من المهم ملاحظة أن الزلازل يمكن أن تحدث في مناطق أخرى أيضا، على الرغم من أنها أقل تواترا. وتشمل هذه الزلازل داخل الصفائح التي تحدث داخل الصفائح التكتونية، مثل منطقة مدريد الزلزالية الجديدة في وسط الولايات المتحدة.

بشكل عام ، يعكس توزيع الزلازل الحدود والتفاعلات بين الصفائح التكتونية، حيث يحدث معظم النشاط الزلزالي في المناطق التي تتلاقى فيها هذه الصفائح أو تتباعد أو تنزلق فوق بعضها البعض.

أنواع الأعطال 

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الأعطال التي تحدث على طول حدود الصفائح التكتونية، يرتبط كل منها بأنواع مختلفة من الحركة. هذه العيوب هي:

1. أخطاء التحويل: تحدث أخطاء التحويل حيث تنزلق لوحتان تكتونيتين أفقيا فوق بعضهما البعض. الحركة أفقية بشكل أساسي، مع إزاحة رأسية قليلة أو معدومة. توجد أخطاء التحويل بشكل شائع على طول حدود التحويل، مثل صدع سان أندرياس في كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية. ترتبط هذه الصدوع بزلازل الانزلاق، حيث تتحرك الصخور الموجودة على جانبي الصدع أفقيا في اتجاهين متعاكسين.

2. الحدود المتباينة: تتميز الحدود المتباينة بفصل اثنين من الصفائح التكتونية وسحبها. تشكل هذه العملية فجوة أو صدع حيث يتم إنشاء قشرة جديدة مع ارتفاع الصهارة من الوشاح الأساسي. نوع الخطأ الأساسي المرتبط بالحدود المتباينة هو خطأ عادي. في الصدع العادي، يتحرك الجدار المعلق (كتلة الصخور فوق الصدع) لأسفل بالنسبة إلى جدار القدم (كتلة الصخور أسفل الصدع). غالبا ما يتم ملاحظة الأعطال الطبيعية في المناطق ذات المراكز المنتشرة، مثل سلسلة جبال وسط المحيط الأطلسي.

3. الحدود المتقاربة: تحدث الحدود المتقاربة عندما تصطدم صفيحتين تكتونيتين أو تتحدان معا. يعتمد نوع الخطأ الذي يتشكل عند حدود متقاربة على نوع القشرة المعنية. هناك نوعان رئيسيان من الحدود المتقاربة:

   أ. مناطق الاندساس: في مناطق الاندساس، يتم دفع صفيحة تكتونية واحدة أسفل صفيحة أخرى في عملية تسمى الاندساس. نوع الخطأ المرتبط بمناطق الاندساس هو خطأ دفع أو خطأ عكسي. في خطأ الدفع، يتحرك الجدار المعلق لأعلى وفوق جدار القدم، مما يؤدي إلى تقصير أو ضغط القشرة. غالبا ما ترتبط مناطق الاندساس بالزلازل القوية وتشكيل سلاسل الجبال. منطقة الاندساس على طول الساحل الغربي لأمريكا الجنوبية، حيث تنغمس صفيحة نازكا تحت صفيحة أمريكا الجنوبية، هي مثال على منطقة بها صدوع دفع.

   ب. مناطق الاصطدام القارية: في المناطق التي تصطدم فيها قارتان، لا يمكن أن تنغمس أي من الصفيحتين بسبب كثافتهما المتشابهة. بدلا من ذلك، القشرة أبازيم وطيات، وتشكيل سلاسل الجبال المعقدة. نوع الخطأ المرتبط بمناطق الاصطدام القاري هو خطأ دفع، على غرار مناطق الاندساس. الاصطدام بين الصفيحة الهندية والصفيحة الأوراسية، مما أدى إلى تكوين جبال الهيمالايا، هو مثال على منطقة بها أخطاء دفع بسبب الاصطدام القاري.

هذه الأنواع من الصداع هي نتيجة للقوى والحركات التي تحدث عند حدود الصفائح التكتونية، وتلعب دورا مهما في تشكيل سطح الأرض والتسبب في الزلازل.

تقييمات حجم الزلزال 

يتم قياس الزلازل باستخدام مقياسين يشيع استخدامها: مقياس ريختر (ص) ومقياس حجم اللحظة (ميغاواط). أنشأ تشارلز ف. ريختر مقياس ريختر في عام 1935، ويقيس اتساع الموجات الزلزالية التي سجلتها أجهزة قياس الزلازل وهو لوغاريتمي، مما يعني أن كل زيادة في العدد الصحيح تمثل زيادة عشرة أضعاف في السعة وحوالي 31.6 مرة أكثر من إطلاق الطاقة. إنه مناسب لقياس حجم الزلازل الأصغر (عادة ما يصل إلى 6 أو 7) ولكنه يصبح أقل دقة للزلازل الأكبر والأكثر قوة.

مقياس حجم اللحظة (ميغاواط) هو مقياس أكثر حداثة ويستخدم على نطاق واسع لقياس حجم الزلزال. ويقدر إجمالي الطاقة المنبعثة من الزلزال بناء على اللحظة الزلزالية، مع الأخذ في الاعتبار مساحة الصدع ومتوسط الانزلاق وصلابة الصخور. مقياس ميغاواط لوغاريتمي مثل مقياس ريختر ولكنه يوفر قياسا أكثر دقة للزلازل الأكبر. يوفر كل من مقياس ريختر ميغاواط قياسا كميا لحجم الزلزال، مما يسمح للعلماء بمقارنة حجم وإطلاق الطاقة للزلازل المختلفة. من الأهمية بمكان ملاحظة أن كل زيادة في العدد الصحيح على مقياس الحجم تمثل زيادة كبيرة في الطاقة والأضرار المحتملة الناجمة عن الزلزال.

أضرار الزلزال

فيما يلي بعض العواقب الواسعة وأنواع الضرر التي قد تسببها الزلازل:

1. اهتزاز الأرض: النتيجة الأساسية للزلازل هي اهتزاز الأرض. تعتمد شدة ومدة الاهتزاز على حجم الزلزال و المسافة من مركز الزلزال. يمكن أن يتسبب الاهتزاز القوي في انهيار المباني والجسور والهياكل الأخرى أو تعرضها لأضرار جسيمة. يمكن أن يؤدي أيضا إلى حدوث انهيارات أرضية وانهيارات ثلجية وتسييل (عندما تفقد التربة المشبعة قوتها مؤقتا وتتصرف مثل السائل).
2. الأضرار الهيكلية: المباني والجسور والبنية التحتية معرضة بشكل خاص الزلزال الزلزال. الهياكل سيئة البناء أو القديمة معرضة لخطر أكبر للتلف أو الانهيار. تشمل الأنواع الشائعة من الأضرار الهيكلية تكسير أو انهيار الجدران والأرضيات والأساسات، بالإضافة إلى تلف الأعمدة والعوارض والأسقف.
3. تسونامي: الزلازل تحت الماء ، وخاصة تلك التي تحدث في مناطق الاندساس، يمكن أن تولد تسونامي. أمواج المحيط الكبيرة التي قد تسافر لمسافات طويلة وتسبب أضرارا كارثية عندما تضرب المواقع الساحلية. يمكن أن تؤدي أمواج تسونامي إلى فيضانات وتدمير المباني القريبة من الشاطئ وخسائر في الأرواح.
4. الهزات الارتدادية: الهزات الارتدادية هي زلازل طفيفة تحدث في نفس موقع الصدمة الأولية. يمكن أن تستمر لساعات أو أيام أو حتى أسابيع بعد وقوع زلزال كبير. يمكن أن تتسبب الهزات الارتدادية في مزيد من الضرر للهياكل والبنية التحتية الضعيفة بالفعل، مما يعيق جهود الإنقاذ والإنعاش.
5. الخسائر البشرية: الزلازل يمكن أن تسبب إصابات ووفيات. تعتمد شدة الإصابات البشرية على عوامل مثل الكثافة السكانية وتدابير التأهب والقدرة على الاستجابة الفعالة للكارثة. تشكل المباني المنهارة والانهيارات الأرضية وأمواج تسونامي مخاطر كبيرة على سلامة الإنسان.
6. التأثير الإقتصادي: يمكن أن يكون للزلازل عواقب اقتصادية كبيرة. يمكن أن تكون التكاليف المرتبطة بإعادة بناء البنية التحتية المتضررة، وإصلاح المباني أو استبدالها، وتقديم المساعدة للمجتمعات المتضررة كبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون لتعطيل الأنشطة الاقتصادية، مثل فقدان الأعمال، وانقطاع النقل، والأضرار التي لحقت بالمرافق، آثار مالية طويلة الأجل.

تشمل الجهود المبذولة للتخفيف من أضرار الزلزال تنفيذ قوانين ولوائح البناء، وإجراء تقييمات زلزالية للبنية التحتية الحيوية، وتثقيف الجمهور حول التأهب للزلازل، وتطوير أنظمة الإنذار المبكر لتقديم إشعار مسبق بالزلازل الوشيكة.